DE10118303C1 - Drive device for automobile hatchback door has springs used for assisting opening movement for reducing electric motor loading - Google Patents
Drive device for automobile hatchback door has springs used for assisting opening movement for reducing electric motor loadingInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für eine Klappe eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a drive device for a flap of a vehicle according to the preamble of claim 1.
DE 197 44 908 A1 beschreibt eine Antriebseinrichtung für eine Front- oder Heckklappe eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Klappenscharnier, bei dem der Gelenkstift eines Gelenks der Getriebeausgangswelle eines Antriebsmotors der Antriebsvorrichtung entspricht, welcher Antriebsmotor ebenso wie das Gelenk im Bereich eines karosserieseitigen Anschlagteils angeordnet ist. Bei dieser Vorrichtung ist eine hohe Motorleistung erforderlich, um das erforderliche Drehmoment aufzubringen, um die Klappe zu öffnen. Insbesondere der erste Teil des Schwenkweges der Kappe aus einer im wesentlichen horizontalen Ausrichtung der Klappe erfordert ein hohes Drehmoment, wodurch die Auslegung des Motors entsprechend groß erfolgen muß.DE 197 44 908 A1 describes a drive device for a front or Tailgate of a motor vehicle, comprising a flap hinge, in which the hinge pin of a hinge of the transmission output shaft of a drive motor corresponds to the drive device, which drive motor as well as that Joint is arranged in the area of a body-side stop part. at This device requires high engine power to achieve the required Apply torque to open the door. Especially the first one Part of the swivel path of the cap from a substantially horizontal Alignment of the flap requires high torque, which causes the The size of the motor must be large enough.
Aus der Praxis sind sogenannte Gasdruckfedern bekannt, mit denen Front- oder Heckklappen in einer angehobenen Lage gehalten werden. Diese Gasdruckfedern weisen zwei teleskopierend zusammenwirkende Teile auf, von denen das eine an der Karosserie und das andere an der Klappe schwenkbar festgelegt ist, wobei zur Erzielung günstiger Hebel zumindest eines der beiden Teile der Gasdruckfeder in einem größeren Abstand von der Schwenkachse der Klappe angelenkt ist. Die bekannten Gasdruckfedern weisen eine Reihe von Unzulänglichkeiten auf, insbesondere reicht der Gasdruck in der Regel nicht aus, das hohe Schwenkmoment zu Beginn der Schwenkbewegung der Klappe aufzubringen, um die Klappe zu verschwenken, vielmehr muß die Klappe zunächst von Hand angehoben werden, wodurch derartige Gasfedern sich für Klappen, die durch Fernbedienung geöffnet und geschlossen werden sollen, nicht eignet. Überdies muß die Klappe auch von Hand geschlossen werden, um die Gasdruckfeder erneut zu spannen. Ein weiterer bedeutender Nachteil der bekannten Gasdruckfedern besteht darin, daß die durch sie aufgebrachte Kraft spürbar in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur schwankt. Dies hat zur Folge, daß die Federcharakteristik der Gasdruckfeder über einen vergleichsweise großen Bereich schwankt mit der Folge, daß eine Auslegung zum Betätigen der Heckklappe problematisch ist, wenn für die Verschwenkung der Klappe ein bestimmter Bewegungsablauf vorgegeben ist und dieser sich weder durch plötzliches Hochschnellen der Klappe noch durch sehr langsames Schwenken der Klappe auszeichnen soll.So-called gas pressure springs are known from practice, with which front or hatchbacks are held in a raised position. This Gas struts have two telescopically interacting parts, from one of which can be pivoted on the body and the other on the flap is set, with at least one of the two to achieve favorable leverage Parts of the gas spring at a greater distance from the swivel axis the flap is articulated. The known gas pressure springs have a number shortcomings, in particular the gas pressure is usually sufficient not out the high swivel moment at the start of the swivel movement of the Apply flap to pivot the flap, rather the Flap must first be lifted by hand, creating such gas springs for flaps that are opened and closed by remote control should not be suitable. In addition, the flap must also be closed by hand to tension the gas spring again. Another significant one Disadvantage of the known gas pressure springs is that through them applied force noticeable depending on the ambient temperature fluctuates. This has the consequence that the spring characteristic of the gas pressure spring fluctuates over a comparatively large range with the result that a Interpretation for operating the tailgate is problematic if for the Swiveling the flap a certain sequence of movements is predetermined and this neither through sudden flap of the flap nor through very slow pivoting of the flap.
DE 25 55 062 A1 beschreibt eine Kolben-Zylinder-Einheit, die zur Abstützung einer Klappe eines Kraftfahrzeugs bestimmt ist und bei der eine einem in dem Zylinder geführten Kolben zugeordnete Kolbenstange mit ihrem dem Zylinder abgewandten Ende der Klappe zugeordnet ist, und der Zylinder mit seinem der Kolbenstange abgewandten Ende der Karosserie zugeordnet ist. Der Kolben ist axial verschiebbar auf der Kolbenstange gelagert, wobei für die Lage des Kolbens Endanschläge ausgebildet sind, die die axiale Verlagerung begrenzen. Weiterhin ist eine Feder vorgesehen, die als federnder Anschlag in der Öffnungsstellung der Abstützvorrichtung dient.DE 25 55 062 A1 describes a piston-cylinder unit which is used for support a flap of a motor vehicle is determined and in which one in the Piston rod associated with the cylinder-guided piston with its cylinder facing away end of the flap, and the cylinder with its the Piston rod facing end of the body is assigned. The piston is axially displaceably mounted on the piston rod, the position of the Piston end stops are formed, which limit the axial displacement. Furthermore, a spring is provided, which acts as a resilient stop in the Open position of the support device is used.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Antriebseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 anzugeben, mit der ein Motor für das Öffnen und Schließen der Klappe nur geringe Leistungen erfordert.It is the object of the invention to provide a drive device according to the Specify the preamble of claim 1 with which a motor for opening and Closing the flap requires little power.
Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Antriebseinrichtung erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß die Antriebseinheit eine Kolbenfläche aufweist, gegen die sich wenigstens eine in Öffnungsrichtung vorgespannte Feder abstützt.This task is performed in the drive device mentioned at the beginning according to the invention with the characterizing features of claim 1 solved in that the drive unit has a piston surface against which at least one spring biased in the opening direction is supported.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Advantageous embodiments of the invention are in the subclaims specified.
Die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung ermöglicht das Aufbringen des erforderlichen erhöhten Schwenkmoments bei kleinen Öffnungswinkeln der Klappe durch eine in Öffnungsrichtung wirksame Federkraft, wobei die Federkonstante und Länge der Feder derart ausgestaltet ist, daß sie im wesentlichen im Bereich der ersten 15° der Öffnungsbewegung wirksam ist.The drive device according to the invention enables the application of the required increased swivel torque at small opening angles of the Flap by an effective spring force in the opening direction, the Spring constant and length of the spring is designed such that it is essentially effective in the area of the first 15 ° of the opening movement.
Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, daß die Klappe beispielsweise bei Freigabe ihres Schlosses zunächst in eine angehobene, außerhalb der Verriegelungslage des Schlosses vorgesehene Lage angehoben wird, von welcher ausgehend die Klappe von einem Motor und dem diesem zugeordneten Getriebe weiter angehoben wird.This advantageously makes it possible for the flap to be released, for example their castle first in a raised, outside the Locked position of the lock intended position is raised by which starts the flap from an engine and this assigned gear is raised further.
Durch die Kombination in der Antriebseinheit einer Kraftspeichereinheit in der Art einer Feder einerseits und eines Motors mit diesem zugeordneten Getriebe andererseits ist es möglich, die Momentenkurve des Systems Klappe- Scharnierkinematik derart nachzuempfinden und auszugleichen, daß die Klappe insgesamt kaum eine Gegenkraft für die Antriebseinheit darstellt, so daß die Antriebseinheit derart ausgelegt werden kann, daß sie in erster Linie die Systemreibung überwindet und verbleibende Abweichungen in der Momentenkurve der Klappe und der Federkraftkurve und insbesondere Schwankungen aufgrund von Temperatureinflüssen, Schneelasten sowie aufgrund von Beschleunigungen und Bewegungsgeschwindigkeiten der Klappe induzierte Momente ausbalanciert. Die Federn und das Eigengewicht der Klappe können hierbei derart aufeinander abgestimmt werden, daß die Klappe durch die Antriebseinheit in jeder Position angehalten werden kann. Damit ist es insbesondere möglich, z. B. die Klappe auch dann zu schließen, wenn sie nicht vollständig geöffnet ist, oder während des Schließens anzuhaften und wieder in Öffnungsrichtung verlagern. Damit ist vorteilhaft der Einsatz einer Fernbedienung möglich, ohne daß Teile der Bewegung der Klappe von Hand einzuleiten wären, und ohne daß eine einmal eingeleitete Bewegung der Klappe zuende ausgeführt werden muß, bevor eine Bewegungsumkehr eingeleitet werden kann.The combination in the drive unit of an energy storage unit in the Kind of a spring on the one hand and a motor with this associated gear on the other hand, it is possible to Hinge kinematics so to understand and compensate that the Flap is hardly a counterforce for the drive unit, so that the drive unit can be designed so that it is primarily the system friction overcomes and remaining deviations in the Moment curve of the flap and the spring force curve and in particular Fluctuations due to temperature influences, snow loads as well due to accelerations and movement speeds of the flap induced moments balanced. The springs and the dead weight of the Flap can be coordinated so that the flap can be stopped in any position by the drive unit. So that is it is particularly possible, e.g. B. to close the flap even if it is not fully open, or cling during closing and shift again in the opening direction. The use of a is therefore advantageous Remote control possible without parts of the flap moving by hand would be initiated, and without a movement of the The flap must be completed before a movement reversal can be initiated.
Die Kolbenfläche der Antriebseinheit, gegen die sich die wenigstens eine vorgespannte Feder einerseits abstützt, ist vorzugsweise in einem geschlossenen Zylinder aufgenommen, um zu verhindern, daß eine Beeinträchtigung der Federn durch Schmutz, Wasser oder Rost entsteht. Alternativ ist es möglich, die Federn auch am äußeren Gehäuse der Antriebseinheit derart anzuordnen, daß die den Federn einer Abstützfläche liefernde Außenwandung der Antriebseinheit die Kolbenfläche definiert.The piston surface of the drive unit against which the at least one biased spring on the one hand, is preferably in one closed cylinder added to prevent a The springs are impaired by dirt, water or rust. Alternatively, it is possible to mount the springs on the outer housing Arrange drive unit so that the springs of a support surface delivering outer wall of the drive unit defines the piston surface.
Vorzugsweise sind zwei parallel zueinander wirkende Federn vorgesehen, die sich vorzugsweise gegen dieselbe Kolbenfläche abstützen, von denen die eine über einen längeren Federweg wirksam ist als die andere, so daß über den Verlagerungsweg der Kolbenfläche unterschiedliche Kräfte übertragen werden. Hierdurch ist es möglich, eine Spitze in der Momentenkurve durch beide zeitgleich wirkende Federn auszugleichen, während bei nachlassenden Momenten nur noch eine der beiden Federn wirksam ist. Es versteht sich, daß es alternativ möglich ist, noch eine weitere Feder vorzusehen, oder anstelle einer Feder zwei Federn in Serie zu schalten. Als Federn werden vorzugsweise Druckfedern vorgesehen, vorzugsweise solche, die aus einer metallischen Schraubenfeder ausgebildet sind. Andere Kraftspeichereinheiten sind aber möglich.Preferably two springs acting parallel to one another are provided, the are preferably supported against the same piston surface, one of which is effective over a longer travel than the other, so that over the Displacement path of the piston surface different forces are transmitted. This makes it possible to peak in the moment curve through both to compensate for springs that act at the same time, Moments only one of the two springs is effective. It is understood that it is alternatively possible to provide a further spring, or instead one spring to connect two springs in series. As springs are preferred Compression springs are provided, preferably those made of a metallic Coil spring are formed. Other energy storage units are, however possible.
Zweckmäßigerweise ist die Kolbenfläche mit einer Kolbenstange verbunden, wobei die Kolbenstange durch einen Motor und ein Getriebe axial verlagerbar ist. Hierdurch kann bei Schließen der Klappe der Motor die eine oder mehreren Federn wieder spannen, so daß deren Federkraft für den nächsten Öffnungsvorgang zur Verfügung steht. The piston surface is expediently connected to a piston rod, the piston rod being axially displaceable by a motor and a gear is. This allows the motor to close one or more when the flap is closed Tension springs again, so that their spring force for the next Opening process is available.
Gemäß einer bevorzugten Variante ist die Kolbenstange mit einer Umfangsverzahnung versehen, die in der Art einer Spindel über das Getriebe verlagerbar ausgestaltet ist. Zweckmäßigerweise ist die Kolbenfläche drehfest mit der Kolbenstange verbunden, so daß sich vorzugsweise die wenigstens eine Feder gegen die Kolbenfläche drehbar abstützt.According to a preferred variant, the piston rod is with a Provide circumferential toothing in the manner of a spindle on the gear is designed to be relocatable. The piston surface is expediently non-rotatable connected to the piston rod, so that preferably the least a spring is rotatably supported against the piston surface.
Zweckmäßigerweise ist das der Kolbenfläche abgewandte Widerlager der wenigstens einen Feder der ersten Scharnierhälfte und das der Kolbenfläche abgewandte Ende der Kolbenstange der zweiten Scharnierhälfte zugeordnet, um die Schwenkbewegung der Klappe zu bewerkstelligen. Hierbei kann, wenn das Scharnier in einer bevorzugten Ausführungsgestaltung als Viergelenkscharnier ausgebildet ist, die eine oder die andere Scharnierhälfte jeweils durch einen Lenker des Viergelenks dargestellt sein, während das Anschlagteil, in dem der Lenker gelagert ist, die andere Scharnierhälfte darstellt.The abutment facing away from the piston surface is expediently the at least one spring of the first hinge half and that of the piston surface end of the piston rod facing away from the second hinge half, to accomplish the pivoting movement of the flap. Here, if the hinge in a preferred embodiment as Four-joint hinge is formed, one or the other hinge half each be represented by a handlebar of the four-bar linkage, while the Stop part in which the handlebar is mounted, the other half of the hinge represents.
Zweckmäßigerweise ist den beiden Scharnieren einer Klappe eines Personenkraftwagen jeweils eine Antriebseinrichtung zugeordnet, wobei die beiden Antriebseinrichtungen eine gemeinsame Steuerung aufweisen können, die diese synchronisieren.The two hinges of a flap are expediently one Cars are each assigned a drive device, the both drive devices can have a common control, that synchronize them.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:An embodiment of the invention is described below with reference to the drawing explained in more detail. It shows:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung. Fig. 1 is a side view of a preferred embodiment of a drive device according to the invention.
Fig. 2 in einer schematischen Seitenansicht die Antriebseinrichtung aus Fig. 1 im betätigten Zustand. Fig. 2 in a schematic side view of the drive device of Fig. 1 in the actuated state.
Fig. 3 einen teilweisen Längsschnitt durch die Antriebseinrichtung aus Fig. 1 und 2. Fig. 3 shows a partial longitudinal section through the drive device of FIG. 1 and 2.
Fig. 4 in vergrößertem Querschnitt eine Einzelheit aus Fig. 3. Fig. 4 in enlarged cross-section a detail from FIG. 3.
Fig. 5 einen Querschnitt durch die Antriebseinrichtung aus Fig. 1 bis 4. Fig. 5 is a cross-section 1 by the drive means of Fig. To 4.
Fig. 6 eine Stirnansicht der Antriebseinrichtung aus Fig. 1 bis 5 im eingebauten Zustand. Fig. 6 is an end view of the drive device from Fig. 1 to 5 in the installed state.
Fig. 7 über dem Öffnungswinkel einer Heckklappe den Verlauf von in Spindelrichtung aufgetragenen Kräften. Fig. 7 on the opening angle of a tailgate, the course of forces applied in the direction of the spindle.
Fig. 8 über dem Öffnungswinkel einer Heckklappe der Verlauf von in Spindelrichtung aufgetragenen Kräften. Fig. 8 on the opening angle of a tailgate of the history of applied in the direction of the spindle forces.
Fig. 9 über dem Öffnungswinkel einer Heckklappe der Verlauf von in Spindelrichtung aufgetragenen Kräften. Fig. 9 over the opening angle of a tailgate, the course of forces applied in the direction of the spindle.
In Fig. 1 ist mit Bezugszeichen 1 eine Antriebseinheit für ein mit 2 bezeichnetes Heckklappenscharnier dargestellt. Das Heckklappenscharnier 2 ist als Viergelenkscharnier ausgestaltet und weist ein karosserieseitiges Anschlagteil 3, ein klappenseitiges Anschlagteil 4 sowie einen vorderen, kurzen Lenker 5 und einen hinteren, langen Lenker 6 auf. Der Lenker 5 ist über ein Gelenk 7 mit dem klappenseitigen Anschlagteil 4 und ein Gelenk 8 mit dem karosserieseitigen Anschlagteil 3 jeweils schwenkbar verbunden, der Lenker 6 ist über ein Gelenk 9 mit dem klappenseitigen Anschlagteil 4 und ein Gelenk 10 mit dem karosserieseitigen Anschlagteil 3 jeweils schwenkbar verbunden. Das klappenseitige Anschlagteil 4 ist durch senkrecht zur Ebene der Gelenke vorgesehene Durchbrechungen und Schrauben mit einer Heckklappe verbunden, das karosserieseitige Anschlagteil 3 ist durch Schrauben, die in Löchern 11 des Anschlagteils 3 vorgesehen sind, mit der Karosserie verbunden.In Fig. 1, reference numeral 1 represents a drive unit for a tailgate hinge denoted by 2. The tailgate hinge 2 is designed as a four-joint hinge and has a body-side stop part 3 , a flap-side stop part 4 and a front, short link 5 and a rear, long link 6 . The handlebar 5 is pivotally connected via a joint 7 to the flap-side stop part 4 and a joint 8 to the body-side stop part 3 , the link 6 is pivotable via a joint 9 to the flap-side stop part 4 and a joint 10 to the body-side stop part 3 connected. The flap-side stop part 4 is connected to a tailgate by openings and screws provided perpendicular to the plane of the joints, the body-side stop part 3 is connected to the body by screws which are provided in holes 11 in the stop part 3 .
Drehfest mit einem im Gelenk 8 vorgesehenen Zapfen des kurzen Lenkers 5 ist ein Antriebshebel 12 derart verbunden, daß bei dessen Verschwenkung der Lenker 5 entsprechend um denselben Winkel verschwenkt wird, so daß das Viergelenkscharnier 2 demgemäß eine Öffnung bzw. wieder Schließung der Heckklappe bewirkt. Rotationally fixed manner to a provided the joint 8 pivot of the short arm 5 12 is connected in such a drive lever that is pivoted by the same angle in accordance with the pivoting of the arm 5 so that the four-link hinge 2 thus causes an opening or re-closing of the tailgate.
An dem dem Gelenk 8 abgewandten Ende des Antriebshebels 12 ist ein Schwenklager 13 vorgesehen, in welchem der Antriebshebel 12 mit dem vorderen Ende einer aus der Antriebseinheit ausfahrbaren Stange 14 gelenkig verbunden ist.At the end of the drive lever 12 facing away from the joint 8 , a pivot bearing 13 is provided, in which the drive lever 12 is connected in an articulated manner to the front end of a rod 14 which can be extended from the drive unit.
Wie sich unter Bezugnahme auf Fig. 3 deutlich erkennen läßt, ist die Antriebsstange 14 in einem Gehäuse, das als Zylinder 15 ausgestaltet ist, aufgenommen, welches an einem Fortsatz 16 des karosserieseitigen Anschlagteils 3 über ein Gelenk 17 schwenkbar abgestützt ist.As can be clearly seen with reference to FIG. 3, the drive rod 14 is accommodated in a housing which is designed as a cylinder 15, which is pivotally supported on an extension 16 of the body-side stop part 3 via a joint 17 .
Die Stange 14 ist mit einer Umfangsverzahnung ausgebildet und weist damit die Gestalt einer Spindel auf, die von einer Spindelmutter 18, die in Fig. 4 vergrößert zu sehen ist, zu einer axialen Bewegung antreibbar ist, so daß die Stange 14 zur Betätigung des Antriebshebels 12 aus dem Zylinder 15 aus- und wieder eingefahren werden kann. Die Spindelmutter 18 wird durch ein Schneckenrad 19 in Drehbewegung angetrieben, welches Schneckenrad 19 über eine Schnecke 20 von einem Gleichstrommotor 21 in Drehbewegung angetrieben wird. Die Schnecke 20 ist auf der Ausgangswelle des Gleichstrom motors 21 angeordnet, der im wesentlichen quer zur Erstreckung der Stange 14 an den Zylinder 15 angebaut ist. An ihrem dem Gelenk 13 abgewandten Ende weist die Stange 14 einen als Kolben ausgestalteten, sich vorzugsweise gegen die Innenumfangswand des Zylinders 15 abstützenden Endanschlag 22 auf, der in dem Zylinder 15 einen Kompressionsraum 23 begrenzt, in dem eine kurze Feder 24 und eine kurze Feder 25 koaxial zueinander angeordnet sind, deren eines Ende sich gegen die der Stange 14 abgewandte Seite des Kolbens 22 abstützt und deren anderes Ende sich gegen ein Widerlager in dem Zylinder 15 abstützt, wobei ferner ein zylindrisch vorstehendes Teil 26 vorgesehen ist, das eine innenseitige Führung der Federn 24, 25 vornimmt und das sich im Bereich des Widerlagers für die kürze Feder 24 nochmals verjüngt, um an der Rücksprungfläche das Widerlager zu bilden. The rod 14 is formed with a circumferential toothing and thus has the shape of a spindle, which can be driven by an spindle nut 18 , which can be seen enlarged in FIG. 4, for an axial movement, so that the rod 14 for actuating the drive lever 12 can be extended and retracted from the cylinder 15 . The spindle nut 18 is driven by a worm gear 19 into rotation, which worm wheel 19 is driven via a worm 20 of a dc motor 21 in rotational motion. The worm 20 is arranged on the output shaft of the DC motor 21 , which is mounted substantially transversely to the extension of the rod 14 on the cylinder 15 . At its end facing away from the joint 13 , the rod 14 has an end stop 22 designed as a piston, which is preferably supported against the inner circumferential wall of the cylinder 15 and delimits a compression space 23 in the cylinder 15 in which a short spring 24 and a short spring 25 are arranged coaxially to one another, one end of which is supported against the side of the piston 22 facing away from the rod 14 and the other end of which is supported against an abutment in the cylinder 15 , a cylindrical projecting part 26 also being provided which guides the springs on the inside 24 , 25 and which tapers again in the area of the abutment for the short spring 24 in order to form the abutment on the return surface.
Somit ist die umfangsmäßig als Spindel ausgestaltete Stange 14 zugleich eine Kolbenstange, die in dem Zylinder 15 geführt ist, wobei die Vorspannung der Federn 24, 25 über den Kolben 22 auf die Stange 14 übertragen wird. Es versteht sich, daß es sowohl möglich ist, nur eine Feder vorzusehen oder mehr als eine Feder vorzusehen; jede Feder kann auch durch ein Federpaket dargestellt werden.The rod 14 , which is configured as a spindle on the circumference, is thus at the same time a piston rod which is guided in the cylinder 15 , the pretensioning of the springs 24 , 25 being transmitted to the rod 14 via the piston 22 . It is understood that it is possible to provide only one spring or to provide more than one spring; each spring can also be represented by a spring package.
Wie unter Bezugnahme auf die Diagramme in Fig. 7 bis 9 besser verständlich, ermöglicht die Antriebseinheit 1 einen besonders günstigen Antrieb für die Klappe eines Fahrzeugs, insbesondere dann, wenn als Scharnier ein Viergelenkscharnier vorgesehen ist. In Fig. 7 bis 9 sind die Kräfte in Spindelrichtung über den Öffnungswinkeln der Heckklappe aufgetragen, und man erkennt, daß die Kurve 100, die die Klappenkraft über den Öffnungswinkel der Klappe darstellt, eine Kraftspitze im Bereich kleinster Öffnungswinkel aufweist, die nach ungefähr 20° Öffnungswinkel in einen konstanten Verlauf übergeht, und nach Überschreiten von ca. 70° Öffnungswinkel deutlich abnimmt. Würde man ausschließlich einen konventionellen Motor für den Antrieb des Scharniers wählen, müßte dieser entsprechend dem Spitzenwert der Klappenkraft ausgelegt werden, um eine zufriedenstellende Öffnungsgeschwindigkeit zu erzielen. In Fig. 8 ist ferner als Kurve 101 die Klappenkraft in Spindelrichtung aufgetragen, die um die Federkraft der langen Feder 25 vermindert ist, und man stellt fest, daß diese Änderung bereits eine deutliche Verbesserung der resultierenden Klappenkraft 101 mit sich bringt, daß insbesondere die Spitzenbelastung im kleinen Winkelbereich derart herabgesetzt ist, daß auch bei geringer Motorkraft, die mit der gestrichelten Linie 200 angedeutet ist, noch akzeptabele Öffnungsgeschwindigkeiten erzielbar sind. In der Kurve 102 ist die in Spindelrichtung gesehene Klappenkraft vermindert um die Federkräfte der Federn 25 und 24 aufgetragen, wobei insbesondere die Federkraft der kurzen Feder 24 eine signifikante Herabsetzung im Bereich der ganz kleinen Öffnungswinkel darstellt, die es der Antriebseinheit 1 ermöglicht, zügig die Klappe zu betätigen. Man erkennt, daß es durch die geschickte Anordnung zweier Federn und deren Dimensionierung und Abstimmung aufeinander möglich ist, die Spitzenkräfte der Klappenkraft 100 im kleinen Winkelbereich derart in zwei Stufen herabzusetzen, daß für die Auslegung des Motors eine vergleichsweise energiesparende und nicht so leistungsfähige Einheit in Betracht kommt.As can be better understood with reference to the diagrams in FIGS. 7 to 9, the drive unit 1 enables a particularly favorable drive for the flap of a vehicle, in particular if a four-joint hinge is provided as the hinge. In Fig. 7 to 9, the forces are applied in the spindle direction over the opening angles of the tailgate, and it is seen that curve 100, which represents the flaps force over the opening angle of the flap has a power peak in the range of very small angle, after about 20 ° Opening angle changes into a constant course, and decreases significantly after exceeding approx. 70 ° opening angle. If only a conventional motor were used to drive the hinge, this would have to be designed according to the peak value of the flap force in order to achieve a satisfactory opening speed. In Fig. 8, the flap force in the spindle direction is also plotted as curve 101 , which is reduced by the spring force of the long spring 25 , and it is found that this change already brings about a significant improvement in the resulting flap force 101 , in particular the peak load is reduced in the small angular range such that acceptable opening speeds can still be achieved even with low motor force, which is indicated by the broken line 200 . Curve 102 shows the flap force seen in the direction of the spindle reduced by the spring forces of springs 25 and 24 , the spring force of short spring 24 in particular representing a significant reduction in the area of the very small opening angles that drive unit 1 enables the flap to move quickly to operate. It can be seen that it is possible through the clever arrangement of two springs and their dimensioning and coordination with one another to reduce the peak forces of the flap force 100 in the small angular range in two stages in such a way that a comparatively energy-saving and not so powerful unit is considered for the design of the motor comes.
In Öffnungsrichtung trägt die kurze Feder 24 zweckmäßigerweise über einen Bereich von 0° bis zu ca. 15°, im vorliegenden Ausführungsbeispiel bis ca. 10° dazu bei, die Klappenkraft 100 zu reduzieren. In Öffnungsrichtung trägt die Feder 25 zweckmäßigerweise über einen Bereich von 0° bis zu ca. 95°, im vorliegenden Ausführungsbeispiel bis ca. 84° dazu bei, die Klappenkraft 100 zu reduzieren.In the opening direction, the short spring 24 expediently contributes to reducing the flap force 100 over a range from 0 ° to approximately 15 °, in the present exemplary embodiment to approximately 10 °. In the opening direction, the spring 25 expediently contributes to reducing the flap force 100 over a range from 0 ° to approximately 95 °, in the present exemplary embodiment to approximately 84 °.
In Fig. 9 ist als durchgezogene Linie 150 die Resultierende aus der Motorkraft 200 und den beiden Federkräften 24, 25 einerseits als durchgezogene Linie sowie die Klappenkraft 100 andererseits gestrichelt dargestellt. Man erkennt, daß die Resultierende 150 eine sehr günstige Anpassung an den Verlauf der Klappenkraft 100 erlaubt, und insbesondere im Öffnungsbereich mit sehr kleinem Winkel die Spitze der Klappenkraft 100 zu übersteigen vermag.In FIG. 9 as a solid line 150, the resultant of the force motor 200, and the two spring forces 24, 25 on the one hand the other hand, shown as a solid line, and the flap motor 100 in phantom. It can be seen that the resultant 150 allows a very favorable adaptation to the course of the flap force 100 , and in particular can exceed the tip of the flap force 100 in the opening area with a very small angle.
Die Erfindung funktioniert nun wie folgt:The invention now works as follows:
Ausgehend von der in Fig. 1 oder 3 gezeigten Lage wird die an dem klappenseitigen Anschlagteil 4 angeordnete Klappe in die in Fig. 2 ebenfalls eingezeichnete geöffnete Lage dadurch verschwenkt, daß durch Ausfahren der Stange 14 der Antriebshebel 12 verschwenkt wird, und dieser aufgrund seiner festen Verbindung mit dem kurzen Lenker 5 das Viergelenkscharnier 2 in seine geöffnete Lage verschwenkt. Hierbei führt die Antriebseinheit 1 eine Schwenkbewegung um ihre Anlenkung 17 an der Karosserie aus, die von dem Motor und den daran angebauten Einheiten ebenfalls vollzogen wird. Im Bereich der kleinen Öffnungswinkel des Viergelenkscharniers 2 erfährt der Motor für den Antrieb der Spindelstange 14 eine Unterstützung durch die Beaufschlagung der Federn 24, 25 auf die Fläche des Kolbens 22, die die Klappenkraft entsprechend herabsetzen. Gleichwohl kommt es nicht zu einem Aufspringen der Hecklappe, deren Bewegung allein durch den Vorschub der Kolbenstange 14 erfolgt.Starting from the position shown in FIG. 1 or 3, the flap arranged on the flap-side stop part 4 is pivoted into the open position, likewise shown in FIG. 2, in that the drive lever 12 is pivoted by extending the rod 14 , and this is pivoted due to its fixed position Connection with the short handlebar 5, the four-bar hinge 2 pivoted into its open position. Here, the drive unit 1 executes a pivoting movement about its articulation 17 on the body, which is also carried out by the engine and the units attached to it. In the area of the small opening angle of the four-bar hinge 2 , the motor for driving the spindle rod 14 is supported by the action of the springs 24 , 25 on the surface of the piston 22 , which correspondingly reduce the valve force. At the same time, there is no cracking open of the tailgate, the movement of which is effected solely by the advance of the piston rod 14 .
Wird die Klappe wieder geschlossen, wird die Antriebsrichtung des Motors 21 umgekehrt und die Stange 14 allmählich wieder eingefahren, wobei dies durch die Klappenkraft unterstützt wird. Zugleich erfolgt allmählich eine Komprimierung und Spannung der Federn, zunächst 25 später 25 und 24, die durch Motorkraft aufgebracht wird. Hierbei unterstützt die zunehmende Klappenkraft den Antriebsmotor 21.If the flap is closed again, the drive direction of the motor 21 is reversed and the rod 14 is gradually retracted, this being supported by the flap force. At the same time, the springs are gradually compressed and tensioned, initially 25 later 25 and 24, which is applied by motor power. Here, the increasing flap force supports the drive motor 21 .
Aufgrund der Systemreibung kann die Klappe in jeder Position angehalten werden, und die Reibung des Systems Motor-Getriebe reicht aus, eine ausreichende Haltekraft in jeder Öffnungslage der Klappe zu gewährleisten. In der Regel wird an jedem der beiden Scharniere 4 einer Klappe eine Antriebseinheit 1 angeordnet sein, die über eine nicht dargestellte Steuerung bzw. Elektronik miteinander synchronisiert werden. Die Synchronisierung kann beispielsweise mittels Hall-Sensoren, die eine Informationen über den Bewegungszustand der Scharniere enthalten, erfolgen.Due to the system friction, the flap can be stopped in any position and the friction of the engine-transmission system is sufficient to ensure sufficient holding force in every opening position of the flap. As a rule, a drive unit 1 will be arranged on each of the two hinges 4 of a flap, which are synchronized with one another via a control system or electronics, not shown. The synchronization can take place, for example, by means of Hall sensors, which contain information about the state of movement of the hinges.
Es ist insbesondere möglich, die Antriebseinrichtung durch Fernbedienung, beispielsweise über Infrarot oder Funkverbindung mit der Steuerung, zu bedienen, wobei zusätzlich zu der Bedienung der Antriebseinheiten 1 noch eine Betätigung eines Klappenschlosses zur Verriegelung der Klappe vorgesehen sein kann. In particular, it is possible to operate the drive device by remote control, for example via infrared or radio connection to the control, and in addition to operating the drive units 1 , actuation of a flap lock to lock the flap can also be provided.
Im Notbetrieb, beispielsweise bei Ausfall eines Motors, kann die Klappe auch von Hand betätigt werden, da das Getriebe eine Rutschkupplung umfaßt und damit von Hand überwindbar ist.In emergency operation, for example if an engine fails, the flap can also be operated by hand since the transmission includes a slip clutch and so that it can be overcome by hand.
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