CN102144071A - 具有用于使盖板或门运动的机构的机动车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有盖板(3)或门(3)的机动车，所述盖板或门能在使用至少一个蓄能元件(1)和与该蓄能元件联接的、用于对由所述至少一个蓄能元件(1)向所述盖板(3)或门(3)提供的扭矩进行控制的控制装置(2，4，7，8，9，10或11)的情况下从关闭位置抵抗重力到达打开位置，其中，所述盖板(3)或门(3)以能绕一转动轴线(A)转动的方式被支承，其特征在于：通过所述控制装置(2，4，7，8，9，10或11)能根据所述盖板(3)或门(3)的打开位置来控制所述扭矩。

Description

具有用于使盖板或门运动的机构的机动车
技术领域
本发明涉及一种具有用于使盖板或门运动的机构的机动车，所述盖板或门尤其是构造成后盖板或剪刀门(Scherentueren)并且能抵抗重力从关闭位置运动到打开位置。
背景技术
在机动车中，这种机构用于在对使用者而言费力较小的情况下使盖板或门抵抗重力从关闭位置运动到打开位置以及相反地运动。
一般已知的是，为支持机动车中的大多很重的盖板或门的运动可使用弹簧，优选使用气压弹簧。但气压弹簧具有以下缺点：可提供的支持力矩根据环境温度而变化，这是因为气压弹簧内的工作气体的压力(随温度)变化。其结果是，这种加装弹簧的盖板或门在冬天难于打开，而在夏天难于关闭。另外，为使盖板或门运动而应施加的转矩根据瞬时摆动位置变化。因此，例如对于后盖板的情况在离开关闭位置之后转矩上升，直到到达后盖板的水平位置，该水平位置的特征在于转矩最大，而在使后盖板朝打开位置的方向进一步摆动时，起作用的转矩减小。因为通常仅提供具有线性的力行程特性曲线的弹簧元件，所以对盖板或门的弯曲的转矩变化曲线的补偿可能不足。
DE 4104125 A1描述了一种具有后盖板的乘用机动车，该后盖板通过两个铰接装置铰接在顶盖纵梁上。在此，所述两个铰接装置中的每一个都与顶盖纵梁的一脚部联接并分别与一扭杆弹簧连接。扭杆弹簧分别从顶盖纵梁的脚部延伸到对置的脚部。扭杆弹簧支持后盖板的打开：在后盖板的关闭位置中，扭杆弹簧被预加应力，该应力在解锁之后用于使后盖板运动到打开位置。
DE 3023950 A1描述了一种用于调整扭杆弹簧的预应力(预紧力)的装置，所述扭杆弹簧用于使可摆动的车身构件如后盖板重力平衡，其中，相应端部侧的可动工作区段作用在后盖板上，而对置的支撑区段支撑在车身侧。具有棘轮和闭锁爪的棘轮机构允许稳定地匹配由扭杆弹簧施加的扭矩，该棘轮可与杆区段之一传递转矩地连接，该闭锁棘爪可位置固定地固定在车身侧，该由扭杆弹簧施加的扭矩在打开和关闭时反作用于后盖板的转矩。
通过这种装置可在小范围内稳定地改变扭矩，由此在操作后盖板时可实现不同的支持。但在此还在后盖板的几乎全部打开的位置中，在后盖板的当前转矩与扭杆弹簧的经调整的扭矩之间存在差别，该扭矩在整个打开行程上不舒适地以高操作力为前提条件。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种具有盖板或门的机动车，该盖板或门通过相对紧凑且耐用的机构使打开或关闭盖板或门所需的操作力保持尽可能小。
所述目的通过根据权利要求1的特征来实现。
机动车具有盖板或门，所述盖板或门能在使用至少一个蓄能元件和与该蓄能元件联接的、用于对由所述至少一个蓄能元件向所述盖板或门提供的扭矩进行控制的控制装置的情况下从关闭位置抵抗重力到达打开位置，其中，所述盖板或门以能绕一转动轴线转动的方式被支承，其中，通过所述控制装置能根据所述盖板或门的打开位置来控制所述扭矩。
通过盖板或门移动的所述控制装置优选设置在从所述至少一个蓄能元件到盖板或门的力路径或者相反的力路径中。通过用于控制扭矩的装置可反作用于这样的情况：不被所述装置加载的蓄能元件在盖板或门从关闭位置向打开位置运动时提供线性减小的扭矩。与此相对，由于盖板或门的重力引起的转矩在从关闭位置向打开位置运动时通常首先是一直增大，直到盖板或门到达一基本上水平的位置。在盖板或门的该(基本水平的)位置中，由于盖板或门(的重力)引起的转矩具有最大值。在此，盖板或门的重心距摆动轴线的距离最大。在盖板或门进一步摆动时，由于盖板或门引起的转矩又一直减小，直到达到终端位置。通过用于控制扭矩的装置，有利地可控制、优选可降低在由所述至少一个蓄能元件传递给盖板或门的扭矩与由于盖板或门的重力引起的反力矩之间的差别。
在一优选实施方式中，控制装置这样控制扭矩，使得在所述盖板或门的多个打开位置中、优选在任意打开位置中形成力矩平衡。由此可实现：即使是由盖板或门施加的转矩的最大值也(能)借助所述至少一个蓄能元件来平衡。同时可实现：在不同于上述表征最大值的打开位置的一打开位置中，由蓄能元件向盖板或门传递较小的力矩，由此反作用于盖板或门的急速打开。
由此，用于使盖板或门摆动的操作力可保持特别小，其中，附加地保证盖板或门自动保持在多个或任意打开位置中。更有利地，控制装置在盖板或门的两个彼此不同的打开位置中处于两种不同的状态。因此可提出，在盖板或门的、其中盖板或门的转矩具有最大值的打开位置中，不通过控制装置提供扭矩，使得盖板或门由蓄能元件的扭矩保持在悬空状态中。与此相对，在盖板或门的不同于所述第一打开位置的第二打开位置中，控制装置处于第二状态中，在该第二状态中，由所述至少一个蓄能元件传递给盖板或门的扭矩降低成，使得盖板或门的转矩至少在很大程度上得到平衡。如果盖板或门甚至在其整个摆动行程上都保持在悬空状态中，则为了打开或关闭盖板或门仅需要提供克服盖板或门的承载质量的作用以及摩擦力的、非常小的力。这种非常小的力可通过操作人员的手动力或者通过功率非常小的驱动马达来施加。作为替换方案，通过所述至少一个蓄能元件可将扭矩传递给盖板或门，该扭矩尤其是在整个摆动行程上均匀地稍微大于盖板或门的反力矩。由此可以例如在借助于无线遥控钥匙将盖板或门解锁之后，例如特别舒适地、自动地打开盖板或门。在此，然后仅须施加一较小的手动力或驱动马达的力来关闭盖板或门。
在一个优选实施方式中，蓄能元件具有基本上线性的力行程特性曲线。具有线性的力行程特性曲线的蓄能元件，即例如根据胡克定律的、具有线性的弹簧特性曲线的弹簧元件以多种实施方式存在，由此，可针对当前应用情况作出具体选择。
在一个优选实施方式中，蓄能元件构造成扭杆弹簧或扭杆弹簧系统，其中，在一个特别优选的实施方式中，扭杆弹簧系统包括多个扭杆，这些扭杆相互间连接成，使得彼此连接的扭杆弹簧的有效长度增大。所述优选的扭杆弹簧或扭杆弹簧系统特别廉价、结实并且允许紧凑地设计蓄能元件，由此，所述蓄能元件可较容易地集成在机动车的车身中。通过将多个扭杆例如并行地布置并且曲折形(回形)地以不能相对转动的方式彼此连接，所形成的扭杆弹簧系统在结构空间需求小的同时具有特别大的有效长度。在此，可取代唯一一个具有较大横截面积的扭杆弹簧，将包括两个彼此联接的扭杆弹簧的扭杆弹簧系统与盖板或门的铰接装置联接，其中，两个彼此联接的扭杆弹簧分别具有较小的横截面积。两个或多个扭杆弹簧的联接例如可借助于对横截面为圆形的扭杆弹簧形成齿部或通过对例如构造成扁杆的扭杆弹簧的其它合适的连接来进行。
被证实进一步有利的是，为了联接两个彼此作用连接的扭杆弹簧，设置有联接元件，借助该联接元件能改变彼此联接的扭杆弹簧的有效长度。通过改变彼此联接的扭杆弹簧的有效长度能改变由扭杆弹簧在盖板或门上提供的扭矩。因此，当在盖板或门上存在附加载荷，例如盖板或门上存在雪时，彼此联接的扭杆弹簧的有效长度增大，以便与变化的边缘条件相适应地支持盖板或门的打开。
在一个优选实施方式中，扭杆弹簧或扭杆弹簧系统集成在用于界定乘客车厢的车身单元中。在此，所述集成可以是布置在两个提供双壁车身单元的车身构件之间或者布置在一个衬件与一个车身构件之间。通过本发明可实现在干扰特别小的情况下、节省空间地安置所述机构。在乘用机动车中，乘客车厢向后通过车尾界定，该车尾可构造成直背式车尾、舱背式车尾或折背式车尾。
在一个优选实施方式中，在蓄能元件上以不能相对转动的方式设置有杠杆臂长度可变的杆件(杠杆件)，所述杆件的可自由摆动的端部在一滑槽中被引导，其中，一推力元件还作用在该可自由摆动的端部上，所述推力元件与所述盖板或门作用连接并且可由所述盖板或门(的作用)而基本上平移运动。由于使蓄能元件与推力元件联接的杆件可改变其杠杆臂长度，所以，线性的蓄能元件的力或转矩变化曲线能与盖板或门的弯曲的转矩变化曲线相匹配。由此，在盖板或门的任意位置中，不管所述盖板或门是从关闭位置向打开位置摆动还是反之从打开位置向关闭位置摆动，蓄能元件的相应扭矩都可反作用于盖板或门的转矩。这允许操作力非常小并且例如允许盖板或门自动保持在任意位置中。此外，通过例如借助于电动机械式执行器来改变蓄能元件的预应力，可将扭矩变化曲线设定成与盖板或门的转矩并行，由此使盖板或门或者自动关闭或者打开。
在一个优选实施方式中，滑槽构造成第一长形孔，在所述第一长形孔中引导一设置在杆件的可自由摆动的端部上的栓件。通过将栓件设置在构造成第一长形孔的滑槽中，杆件的可自由摆动的端部的运动可在摩擦力非常小的情况下进行。
在一个优选实施方式中，栓件可动地支承在形成于杆件中的第二长形孔中，所述第二长形孔基本上在杆件的轴向方向上延伸。由此，栓件可沿着杆件的轴向延伸在第二长形孔中移动，由此，可通过滑槽的相应构型使杠杆臂长度根据盖板或门的打开程度变化。另外，栓件的可动支承使摩擦力降低，这是因为栓件可在滑槽中滚动。
在一个优选实施方式中，第一长形孔在轴向延伸上构造成曲线形，优选正弦形。通过将第一长形孔在轴向延伸上构造成曲线形、优选正弦形，可通过在第一长形孔中引导栓件以及栓件在第二长形孔中的可轴向移动性来匹配杆件的杠杆臂长度，以得到期望的扭矩变化曲线，该扭矩变化曲线反作用于盖板或门在摆动时的特定转矩变化曲线。此外，视盖板或门的转矩变化曲线而定，也可实现圆弧形或自由形成的长形孔轮廓。
在一个优选实施方式中，推力元件与转动轴线错开地作用在盖板或门上。由此，特别简单地将能绕转动轴线摆动的盖板或门的转动运动转换成推力元件的平移运动。
在一个优选实施方式中，第一蓄能元件和第二蓄能元件可在相反的作用方向上被加载力，蓄能元件通过控制装置与盖板或门作用连接，其中，控制装置构造成联接元件，所述联接元件与转动轴线错开地作用在盖板或门上。通过使第一蓄能元件和第二蓄能元件能在相反的作用方向上被加载力，通过与盖板或门的转动轴线错开地安置联接元件实现了，根据盖板或门的瞬时位置对蓄能元件进行可变的、优选非同步的加载。通过两个蓄能元件的相互影响，来自蓄能元件的特定扭矩反作用于盖板或门的转矩。蓄能元件与盖板或门通过联接元件的连接的具有如下突出之处：结构形式坚固，这是因为仅须支承很少的运动件。
在一个优选实施方式中，联接元件构造成铰接机构并且以不能相对转动的方式设置在蓄能元件上。
在一个优选实施方式中，所述控制装置包括以不能相对转动的方式与所述至少一个扭杆弹簧连接的传递元件，尤其是偏心件，其中，设置有与所述盖板或门联接的推力元件，使得在所述盖板或门运动时通过所述推力元件使所述偏心件运动。如果设有偏心件，则该偏心件这样与扭杆弹簧连接，使得该偏心件的转动点与所述至少一个扭杆弹簧的转动轴线重合。通过传递元件、尤其是偏心件的与盖板或门的运动相关联的运动，使得由所述至少一个扭杆弹簧传递给盖板或门的扭矩可特别精确地与盖板或门在其运动时施加的转矩相匹配。传递元件可包括铰接在所述至少一个扭杆弹簧上的摆动臂，借助通过盖板或门的运动来执行转动的体部来使所述摆动臂摆动，该体部与盖板或门以不能相对转动的方式连接。
通过所述至少一个摆动臂的摆动，改变所述至少一个扭杆弹簧的预应力。因为在此例如构造成凸轮的体部的转动运动被转换成所述至少一个扭杆弹簧绕其纵向轴线的转动运动，所以在改变预应力时摩擦损耗特别小。
在一个优选实施方式中，控制装置具有以不能相对转动的方式与盖板或门连接的凸轮和与推力元件连接的传递元件，在盖板或门向打开位置运动时通过凸轮使所述传递元件运动。在此，通过易于实现的机械联接将推力元件的平移运动转换成偏心件的转动运动。在一个有利的构型中，控制装置具有以不能相对转动的方式与盖板或门连接的凸轮和与推力元件连接的传递元件，其中，在盖板或门向打开位置运动时通过凸轮使传递元件运动。在此，传递元件可在凸轮的外边缘上滚动或者沿着凸轮的外边缘滑动。在此，通过与所述至少一个扭杆弹簧的机械联接，盖板或门向打开位置的运动引起由扭杆弹簧传递给盖板或门的力矩与由盖板或门施加的力矩之间的强制控制的、尤其是防故障的、精确的相匹配。
在一个优选实施方式中，从凸轮的外边缘到其中心点的距离可变化。为了在很大程度上并且均匀地在盖板或门的整个打开行程上通过控制由扭杆弹簧提供的扭转元件来平衡由盖板或门施加的转矩，尤其是凸轮的外边缘的正弦形的变化曲线被证实是特别有效的。
在一个优选实施方式中，借助所述至少一个扭杆弹簧可使摆动臂运动，所述摆动臂在盖板或门运动时与所述盖板或门滑动接触。在此，滑动接触可通过滚子、滚珠、滑块或类似装置来提供。由此可使由扭杆弹簧提供的力矩在特别低损耗的情况下被传递给盖板或门。此外，所述至少一个扭杆弹簧可布置成关于一相对于机动车确定的车辆横向轴线倾斜或弯曲地延伸，但由所述至少一个扭杆弹簧向盖板或门提供的力矩可与车辆横向轴线平行地、进而在盖板或门的摆动方向上被传递给所述盖板或门。
在一个优选实施方式中，在相对于机动车确定的车辆横向轴线的方向上，所述至少一个扭杆弹簧比盖板的宽度短。因此，可将唯一一个扭杆弹簧的长度或多个彼此联接的扭杆弹簧的各个长度确定成，使得所述扭杆弹簧从设置在盖板边缘的铰接装置一直到达(在车辆横向轴线的方向上观察)机动车的中部。尤其是当所述至少一个扭杆弹簧设置在顶盖横梁或顶盖内部以使盖板或门运动时，这种方案是有利的，因为这样便能特别简单地将所述至少一个扭杆弹簧设置在通常具有曲率的顶盖横梁或顶盖内部。
在一个优选实施方式中，所述至少一个扭杆弹簧是弯曲的并且支撑在至少一个支承装置(Stützlager)中。因此，例如设置在顶盖横梁或顶盖内部的扭杆弹簧可在车辆横向轴线的方向上从机动车的一侧一直延伸到机动车的另一侧，在此跟随横梁或顶盖的曲率并且例如在中间支撑在一支承装置中。由此，也可以将较长的扭杆弹簧很好地集成在期望的车身单元中。
在一个优选实施方式中，所述至少一个扭杆弹簧由至少一个壳体包围用以增进车身单元的横向刚度。在此，所述至少一个壳体以有利的方式对车身单元、例如横梁的总横向刚度作出贡献。壳体可通过两个半壳构成，在这些半壳中接纳所述至少一个、尤其是由支承套筒包围的扭杆弹簧。附加地，壳体可通过尤其是具有肋(卷边)或类似增强元件的支撑元件例如支撑板来增强。
在一个优选实施方式中，所述盖板是后盖板或行李箱盖，其中，控制装置对称地作用在后盖板或行李箱盖的外边缘区域上。通过使控制装置对称地作用在盖板的至少一个外边缘区域上，可在不引人注意地安置所述机构的情况下使后盖板得到特别好的支撑，这是因为盖板或门的转矩被分配到两个对称的、具有相应蓄能元件的机构上。通过本发明另外还实现了如下盖板的使用：所述盖板在与车辆横向轴线垂直(一般是与摆动轴线垂直)的方向上具有至少1.15m，优选至少1.20m，特别优选至少1.25m，特别优选至少1.30m的长度。这为车辆结构提供了新的可能性：可基于美学或空气动力学的原因而使车辆结构具有另外的机动车外观。
如果所述盖板是后盖板，则特别有利的是，将所述至少一个扭杆弹簧集成在顶盖横梁中。顶盖横梁在此可局部地形成乘客车厢的顶棚。由此，以干扰特别小的方式将所述至少一个扭杆弹簧按这样的取向安置在这样的位置处，使得从该处能将力最佳地传递给后盖板。而如果盖板是行李箱盖，则可利用设置在后挡风玻璃下方的横梁来以干扰小的方式安置所述至少一个扭杆弹簧。
在一个优选实施方式中，所述门是剪刀门或鸥翼门(Schmetterlingstuer)。剪刀门是如下的门：其固定在机动车的车身立柱上并且通过基本上垂直的摆动运动打开机动车的乘客出入口。鸥翼门除了垂直的摆动运动之外还进行朝向侧面的运动并且可能情况下也打开机动车的顶盖的一部分，这对于乘员而言在进入机动车时具有优点。
借助于当前描述的至少一个扭杆弹簧可实现：在这样的程度上平衡由于盖板或门的特别的长度和重量而在从关闭位置向打开位置运动时引起的转矩，使得在盖板或门的整个打开行程上仅需提供非常小的、借助于操作人员的手动力特别容易地施加的力矩来打开盖板或门。为了提供这种非常小的力矩也可设置功率非常小的马达，例如压电马达。在有物体或肢体卡入在盖板或门与邻接的车身构件之间的情况下，只要基于所述卡入而识别到外力，这种功率非常小的马达就能以非常简单的方式急速，减小马达的驱动功率。
附图说明
从对本发明优选实施例进行的下述说明中得到本发明的其它细节、特征和优点。附图中：
图1示出用于根据本发明的机动车的扭杆弹簧系统的第一实施方式；
图2示出具有另一种蓄能元件的第一实施方式；
图3示出用于根据本发明的机动车的扭杆弹簧系统的第二实施方式；
图4示出用于支持根据本发明的机动车的后盖板打开的扭杆弹簧系统，其中示出扭杆弹簧系统的第三实施方式；
图5示出根据图4的扭杆弹簧系统的部分切去的局部放大图；
图6示出根据图4的扭杆弹簧系统的中间部分的立体视图；
图7示出根据图4的集成为机动车的顶盖横梁的扭杆弹簧系统的中间剖面；
图8示出用于支持根据本发明的机动车的后盖板打开的扭杆弹簧系统的仅示意性的第四实施方式；
图9示出在后盖板的关闭位置中根据图8的扭杆弹簧系统的侧视图；
图10示出根据图8的扭杆弹簧系统在后盖板的第一打开位置中的侧视图；
图11示出根据图8的扭杆弹簧系统在后盖板的第二打开位置中的侧视图；
图12示出用于根据本发明的机动车的扭杆弹簧系统的第五实施方式的立体视图；
图13示出根据图12的扭杆弹簧系统的一个局部切去的俯视图；
图14示出用于根据本发明的机动车的扭杆弹簧系统的第六实施方式；以及
图15示出用于根据本发明的机动车的扭杆弹簧系统的第七实施方式。
具体实施方式
根据图1，盖板3或门3可抵抗重力从关闭位置运动到打开位置，其中，盖板3或门3具有设置在盖板3或门3的边缘区域5中的铰接杆6，该铰接杆以可绕转动轴线A转动的方式支承，因此允许盖板3或门3从关闭位置摆动到打开位置以及相反地运动。在此，图1中示例性地示出了铰接杆6的三个不同的摆动位置。与转动轴线A错开地在铰接杆6上设有一推力元件2c，使得盖板3或门3的摆动运动可被转换成推力元件2c的平移运动。另外，设有呈扭杆弹簧系统1形式的蓄能元件，该蓄能元件在一侧固定而在另一端部处以不能相对转动的方式与一杆件2a连接。扭杆弹簧系统1由多个并行的扭杆构成，这些扭杆在各自的端部上彼此连接成使得各个扭杆的有效长度延长，由此可实现期望的弹簧特性曲线。杆件2a的可自由摆动的端部具有第二长形孔2e，该第二长形孔在杆件2a的轴向方向上延伸并且可轴向移动地支承一栓件2d。此外，还在构造成第一长形孔2b的滑槽中引导该栓件2d，其中，第一长形孔2b形成在一位置固定地安装的支承板2f中。在此，这样确定第一长形孔2b的尺寸，使得栓件2d首先仅能在第一长形孔2b的轴向延伸结构中运动。推力元件2c作用在栓件2d上，从而将盖板3或门3的运动传递给杆件2a，该杆件又使扭杆弹簧系统1相应地扭转。在此，第一长形孔2b在轴向延伸结构中具有曲线形、尤其是正弦形的廓形，由此，杆件2a的有效长度在穿过第一长形孔2b的情况下与栓件2d在第二长形孔2e中的运动相关地连续地这样得到匹配，使得扭杆弹簧系统1的反向的扭矩反作用于由盖板3或门3引入的转矩，该扭矩使盖板3或门3平衡地保持在任意位置中。如果盖板3或门3是后盖板，则相应的扭杆弹簧系统1和控制装置2优选对称地设置在机动车上，以便作用在盖板3或门3的对应的外边缘区域5上。
根据图2，盖板3或门3可抵抗重力从关闭位置运动到打开位置，其中，盖板3或门3具有设置在盖板3或门3的边缘区域5中的铰接杆6，该铰接杆以可绕转动轴线A转动的方式支承，因此允许盖板3或门3从关闭位置摆动到打开位置以及相反地运动。与转动轴线A错开地在铰接杆6上设有一推力元件2c，使得盖板3或门3的摆动运动可被转换成推力元件2c的平移运动。另外，设有呈螺旋弹簧系统形式的蓄能元件1，该蓄能元件在一侧固定而在另一端部处通过牵引索与杆件2a连接，该牵引索通过索轮2g引导。索轮2g在此可构造成杆件2a的一部分并用于将杆件2a的转动运动变换成牵引索的平移运动。螺旋弹簧系统1优选由多个并行的螺旋弹簧构成，这些螺旋弹簧通过公共的保持板与牵引索连接，由此可在结构空间需求尽可能小的情况下实现期望的弹簧特性曲线。杆件2a的可自由摆动的端部具有第二长形孔2e，该第二长形孔在杆件2a的轴向方向上延伸并且以能轴向移动的方式支承一栓件2d。此外，还在构造成第一长形孔2b的滑槽中引导该栓件2d，其中，第一长形孔2b形成在一位置固定地安装的支承板2f中。在此，这样确定第一长形孔2b的尺寸，使得栓件2d首先仅能在第一长形孔2b的轴向延伸结构中运动。推力元件2c作用在栓件2d上，从而将盖板3或门3的运动传递给杆件2a，该杆件又使螺旋弹簧系统1相应地变形。在此，第一长形孔2b在轴向延伸结构中具有曲线形、尤其是正弦形的廓形，由此，杆件2a的有效长度在穿过第一长形孔2b的情况下、与栓件2d在第二长形孔2e中的运动相联系地连续地被匹配成，使得与索轮2g共同作用的螺旋弹簧系统1的反向的扭矩反作用于由盖板3或门3引入的转矩，该扭矩使盖板3或门3平衡地保持在任意位置中。如果盖板3或门3是后盖板，则相应的螺旋弹簧系统1和控制装置2优选对称地设置在机动车上，以便作用在盖板3或门3的对应的外边缘区域5上。
根据图3，盖板3或门3可抵抗重力从关闭位置运动到打开位置，其中，盖板3或门3具有设置在盖板3或门3的边缘区域5中的铰接杆6，该铰接杆以可绕转动轴线A转动的方式支承在一支架中，因此允许盖板3或门3从关闭位置摆动到打开位置以及相反地运动。与转动轴线A错开设置有对置的联接元件4a和4b，所述联接元件优选构造成两件式的铰接装置。联接部件4a和4b分别作用在一蓄能元件1a和1b上，所述蓄能元件优选构造成扭杆弹簧或扭杆弹簧系统。联接元件4a和4b相对于转动轴线A对置(分别位于A的两侧)错开地作用在铰接杆6上，由此，盖板3或门3的运动引起在联接元件4a和4b在铰接杆6上的作用点与所述联接元件在相应的第一扭杆弹簧1a或第二扭杆弹簧1b上的作用点之间的有效法向距离的变化，所述第一扭杆弹簧或第二扭杆弹簧由此在相反的作用方向上被加载大小不同的力并且被扭转。由此，在盖板3或门3的任意位置中，由第一扭杆弹簧1a和第二扭杆弹簧1b施加的扭矩反作用于由盖板3或门3引入的转矩，该扭矩使盖板3或门3保持平衡。如果盖板3或门3是后盖板，则相应的扭杆弹簧系统1和控制装置4优选对称地设置在机动车上，以便作用在盖板3或门3的相应的外边缘区域5上。
图4示出一构造成扭杆弹簧系统1的、用于支持机动车后盖板打开的蓄能元件。扭杆弹簧系统1通过右侧和左侧的铰接杆6作用在图4中未示出的后盖板上，该后盖板可绕图5所示的转动轴线A摆动。扭杆弹簧系统1具有纵向延伸，该纵向延伸与车辆横向轴线y平行并且与车辆纵向轴线x垂直。转动轴线A也与车辆横向轴线y平行。
由图5可见，扭杆弹簧系统1包括四个单体扭杆弹簧16，所述扭杆弹簧被壳体18包围。这四个扭杆弹簧16中的每两个用于使摆动臂20运动，该摆动臂通过滚子22作用在铰接杆6上。处于预紧力下的扭杆弹簧16在后盖板被解锁后使摆动臂20摆动，其中，滚子22在铰接杆6的支座上滚动。作用在铰接杆6上的两个扭杆弹簧16在壳体18的边缘区域中通过啮合彼此联接。壳体18的边缘区域与图5中未示出的对置的铰接杆6相邻地设置。由此，将扭矩传递给摆动臂20的扭杆弹簧16的有效长度是单个扭杆弹簧16的长度的两倍。在后盖板运动时对铰接杆6加载扭矩的另外两个扭杆弹簧16也在壳体18的边缘区域中借助于齿轮24彼此啮合。当前未示出的使配置给对置的铰接杆6的扭杆弹簧16彼此联接的齿轮以类似方式设置在扭杆弹簧系统1中。
图6和图7示出，四个扭杆弹簧16在机动车的以车辆横向轴线y为参考的中部支撑在支承装置26中。支承装置26在此具有四个通孔，扭杆弹簧16穿过这些通孔。在此，在支承装置26的区域中，这四个扭杆弹簧16中的三个基本上设置在一个平面中，这四个扭杆弹簧16中的一个处于该平面下方。扭杆弹簧系统1集成在机动车的顶盖横梁28中。顶盖横梁28包括上部件30和与该上部件连接的下部件32。壳体18的安装法兰在此与上部件30连接并且与下部件32连接。图7示出了在车辆纵向轴线x的方向上邻接在顶盖横梁28后面的后盖板3。
图8极其示意性地示出了作为替换方案的扭杆弹簧系统1，该扭杆弹簧系统具有曲折形弯折的扭杆弹簧16，所述扭杆弹簧的六个彼此并行的区段通过五个弧形的区域彼此连接。扭杆弹簧16的前区段16a和与该前区段并行的后区段16b分别位置固定、但可转动运动地支承在一固定轴承50中。扭杆弹簧16被预紧，由此，通过后区段16b向后盖板3提供扭矩。用于对由扭杆弹簧16向后盖板3提供的扭矩进行控制的控制装置8在当前情况下包括以不能相对转动的方式与前区段16a连接的偏心件52，该偏心件借助于推力元件54与后盖板3机械联接。推力元件54具有长形孔56，扭杆弹簧16的后区段16b穿过该长形孔。推力元件54可相对于扭杆弹簧16的固定在固定轴承50中的后区段16b在车辆纵向轴线x的方向上运动。推力元件54的相应运动方向在图8中用运动箭头58表示。推力元件54与一传递元件60连接，在使后盖板3从关闭位置运动到打开位置和相反地运动时该传递元件运动。为此传递元件60具有滚子62，该滚子在后盖板3摆动时在以不能相对转动的方式与后盖板3连接的凸轮64上滚动。
图9示出了根据图8的扭杆弹簧系统1，其中，后盖板3处于关闭位置。在此，长形孔56关于后区段16b的中轴线沿着车辆纵向轴线x朝前区段16a的方向移动较远。相应地，偏心件52相对于前区段16a的中轴线朝前区段16a的方向运动得这样远，使得通过偏心件52降低扭杆弹簧16的预紧。因此，在后盖板3的关闭位置中，偏心件52提供由扭杆弹簧16传递给后盖板3的力矩的反力矩。
图10在26°的打开角度下示出了可打开52°打开角度的后盖板3。在该打开角度下，由后盖板3施加的力矩最大，因为重力最大程度地作用在后盖板3的重心上。在车辆竖直轴线z的方向上相对于滚子62的在图9中所示的位置未改变的滚子62借助于凸轮64在车辆纵向轴线x的方向上最大程度地运动离开了后区段16b。相应地，长形孔56并且推力元件54通过该长形孔而相对于扭杆弹簧16的后区段16b在车辆纵向轴线x的方向上向前移动特别远。偏心件52在后盖板的该位置中不提供由扭杆弹簧16传递给后盖板3的力矩的反力矩。此外，图10示出，推力元件54具有调节装置66，借助该调节装置可改变推力元件54的长度。由此可实现扭杆弹簧16的预紧与具体的后盖板3的匹配。
图11示出处于如下的打开位置的后盖板3：其中后盖板3相对于图9所示的位置摆动了52°。以与参照图9描述的、用于对由扭杆弹簧16提供的扭矩进行控制的控制装置8的工作方式类似的方式，滚子62在凸轮64上滚动，因为凸轮64在车辆竖直轴线z的方向上向上摆动了。与此相应，滚子62在车辆竖直轴线z的方向上处于不变的位置中。在后盖板3的该位置中，借助于偏心件52降低由扭杆弹簧16提供的扭矩。关于后盖板3对称的凸轮64的外边缘形成正弦形的轮廓线。
图12示出了另一扭杆弹簧系统1，该扭杆弹簧系统从工作方式上讲相当于参照图8描述的扭杆弹簧系统1。但在根据图12的扭杆弹簧系统1中，为每个铰接杆提供八个彼此并行的扭杆弹簧16。在此这样确定这八个彼此并行的扭杆弹簧16中各扭杆弹簧的长度，使得所述扭杆弹簧系统1中的每一个在车辆横向轴线y的方向上一直延伸到机动车的中部。每两个相邻的扭杆弹簧16在其端部上借助一联接元件72彼此连接。与凸轮64以不能相对转动的方式连接的扭杆弹簧16被设计用于使摆动臂74运动，该摆动臂在后盖板运动时与该后盖板滑动接触。为此，在摆动臂74上设有一滑块76。
图13示出根据图12的扭杆弹簧系统1的局部俯视图。在此可看到，联接元件72借助保持杆78与一保持装置80连接。通过保持杆78防止联接元件72在车辆竖直方向z上运动。此外，在保持装置80中提供用于偏心件52的轴承、与凸轮64以不能相对转动的方式连接的扭杆弹簧16、推力元件54和摆动臂74。
图14示出了另一扭杆弹簧系统1，该扭杆弹簧系统在功能上相当于参照图12描述的扭杆弹簧系统1。只是具有长形孔56的推力元件84构造成曲柄状，因此可特别好地集成到机动车的顶盖横梁中。在顶盖横梁中，机动车的车身朝向后盖板3倾斜下降。此外，在根据图14的扭杆弹簧系统1中示出了与扭杆弹簧16连接的铰接杆6。此外，凸轮64以不能相对转动的方式设置在扭杆弹簧16上。
根据图15，另一扭杆弹簧系统1具有一牵拉链90来代替推力元件54、84。随着滚子62在凸轮64上滚动，可通过牵拉链90在偏心件52上施加不同强度的拉力，由此可使彼此联接的扭杆弹簧16的预紧减小。
后盖板3在当前情况下与转动轴线A垂直地具有1.30m至1.40m的长度。为了使这种较长的、重量可达40kg的较重的后盖板3抵抗重力从关闭位置运动到打开位置，通过扭杆弹簧系统1可提供200Nm以上数量级的扭矩。因此，借助所述扭杆弹簧系统1，使这种特别长且重的后盖板3在其整个打开行程上在很大程度上保持平衡，即使机动车不是在平地上，而是处于具有坡度或具有倾角的道路上也是如此。在此，扭杆弹簧系统1允许由所述扭杆弹簧系统向后盖板3提供的扭矩特别精确地匹配于由后盖板3在摆动时施加的力矩。
附图标记清单
A 转动轴线
x 车辆纵向轴线
y 车辆横向轴线
z 车辆竖直轴线
1 蓄能元件
1a 第一蓄能元件
1b 第二蓄能元件
2 控制装置
2a 杆件
2b 滑槽/第一长形孔
2c 推力元件
2d 栓件
2e 第二长形孔
2f 支承板
2g 索轮
3 盖板/门
4 控制装置
4a 联接元件
4b 联接元件
5 边缘区域
6 铰接杆
7 控制装置
8 控制装置
9 控制装置
10 控制装置
11 控制装置
16 扭杆弹簧
16a 前区段
16b 后区段
18 壳体
20 摆动臂
22 滚子
24 齿轮
26 支承装置
28 顶盖横梁
30 上部件
32 下部件
50 固定轴承
52 偏心件
54 推力元件
56 长形孔
58 运动箭头
60 传递元件
62 滚子
64 凸轮
66 调节装置
72 联接元件
74 摆动臂
76 滑块
78 保持杆
80 保持装置
84 推力元件
90 牵拉链

Claims (22)

1.一种具有盖板(3)或门(3)的机动车，所述盖板或门能在使用至少一个蓄能元件(1)和与该蓄能元件联接的、用于对由所述至少一个蓄能元件(1)向所述盖板(3)或门(3)提供的扭矩进行控制的控制装置(2，4，7，8，9，10，11)的情况下从关闭位置抵抗重力到达打开位置，其中，所述盖板(3)或门(3)以能绕一转动轴线(A)转动的方式被支承，其特征在于：通过所述控制装置(2，4，7，8，9，10，11)能根据所述盖板(3)或门(3)的打开位置来控制所述扭矩。
2.根据权利要求1的具有盖板或门的机动车，其特征在于：所述控制装置(2，4，7，8，9，10，11)这样控制所述扭矩，使得在所述盖板(3)或门(3)的多个打开位置中形成力矩平衡。
3.根据权利要求1或2的具有盖板或门的机动车，其特征在于：所述蓄能元件(1)具有基本上线性的力行程特性曲线。
4.根据权利要求1至3之一的具有盖板或门的机动车，其特征在于：所述蓄能元件(1)构造成扭杆弹簧(16)或扭杆弹簧系统。
5.根据权利要求4的具有盖板或门的机动车，其特征在于：所述扭杆弹簧系统(1)由多个扭杆(16)构成，这些扭杆相互间连接成，使得彼此连接的扭杆弹簧(16)的有效长度增大。
6.根据权利要求4或5的具有盖板或门的机动车，其特征在于：所述扭杆弹簧(16)或所述扭杆弹簧系统(1)集成在为界定乘客车厢而提供的车身单元(28)中。
7.根据权利要求1至6之一的具有盖板或门的机动车，其特征在于：在所述蓄能元件(1)上以不能相对转动的方式设置有一杠杆臂长度可变的杆件(2a)，所述杆件的能自由摆动的端部在一滑槽(2b)中被引导，其中，一推力元件(2c)还作用在该能自由摆动的端部上，所述推力元件与所述盖板(3)或门(3)作用连接并且能通过所述盖板或门基本上平移运动。
8.根据权利要求7的具有盖板或门的机动车，其特征在于：所述滑槽(2b)构造成第一长形孔，在该第一长形孔中引导一设置在所述杆件(2a)的能自由摆动的端部上的栓件(2d)，其中，所述第一长形孔(2b)在轴向延伸上构造成曲线形，优选正弦形。
9.根据权利要求7或8的具有盖板或门的机动车，其特征在于：所述栓件(2d)可动地支承在形成于所述杆件(2a)中的第二长形孔(2e)中，该第二长形孔基本上在所述杆件(2a)的轴向方向上延伸。
10.根据权利要求7至9之一的具有盖板或门的机动车，其特征在于：所述第一长形孔(2b)在轴向延伸上构造成曲线形，优选正弦形。
11.根据权利要求7至10之一的具有盖板或门的机动车，其特征在于：所述推力元件(2c)相对于所述转动轴线(A)错开地作用在所述盖板(3)或门(3)上。
12.根据权利要求1至6之一的具有盖板或门的机动车，其特征在于：能在相反的作用方向上对第一蓄能元件(1a)和第二蓄能元件(1b)加载力；所述蓄能元件(1a，1b)通过所述控制装置(4)与所述盖板(3)或门(3)作用连接，其中，所述控制装置(4)构造成联接元件(4a，4b)，所述联接元件相对于所述转动轴线(A)错开地作用在所述盖板(3)或门(3)上。
13.根据权利要求12的具有盖板或门的机动车，其特征在于：所述联接元件(4a，4b)构造成铰接机构并且以不能相对转动的方式设置在所述蓄能元件(1a，1b)上。
14.根据权利要求1至6之一的具有盖板或门的机动车，其特征在于：所述控制装置(8)包括以不能相对转动的方式与所述至少一个扭杆弹簧(16)连接的传递元件，尤其是偏心件(52)，其中，设置有与所述盖板(3)或门(3)联接的推力元件(54)，使得在所述盖板(3)或门(3)运动时通过所述推力元件(54)使所述偏心件(52)运动。
15.根据权利要求14的具有盖板或门的机动车，其特征在于：所述控制装置(8)具有以不能相对转动的方式与所述盖板(3)或门(3)连接的凸轮(64)和与所述推力元件(54)连接的传递元件(60)，所述传递元件在使所述盖板(3)或门(3)到达打开位置时通过所述凸轮(64)运动。
16.根据权利要求15的具有盖板或门的机动车，其特征在于：从所述凸轮(64)的外边缘到其中心点的距离可变。
17.根据权利要求14至16之一的具有盖板或门的机动车，其特征在于：借助所述至少一个扭杆弹簧(16)能使一摆动臂(20，74)运动，所述摆动臂在所述盖板(3)或门(3)运动时与所述盖板或门滑动接触。
18.根据权利要求1至17之一的具有盖板或门的机动车，其特征在于：在相对于机动车确定的车辆横向轴线(y)的方向上所述至少一个扭杆弹簧(16)比所述盖板(3)的宽度短。
19.根据权利要求1至18之一的具有盖板或门的机动车，其特征在于：所述至少一个扭杆弹簧(16)是弯曲的并且支撑在至少一个支承装置(26)中。
20.根据权利要求1至19之一的具有盖板或门的机动车，其特征在于：所述至少一个扭杆弹簧(16)由至少一个壳体(18)包围用以增进车身单元(28)的横向刚度。
21.根据权利要求1至20之一的具有盖板或门的机动车，其特征在于：所述盖板(3)是后盖板或行李箱盖，其中，所述控制装置(2，4，7，8，9，10，11)对称地作用在所述后盖板(3)或所述行李箱盖的外边缘区域(5)上。
22.根据权利要求1至21之一的具有盖板或门的机动车，其特征在于：所述门(3)是剪刀门或鸥翼门。
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PB01 Publication
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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