DE102005011995A1 - Puffersystem für eine Fahrzeugklappe - Google Patents

Abstract

Ein Puffersystem (1) für eine Fahrzeugklappe, insbesondere für eine Motorhaube, einen Kofferraumdeckel etc., an einem Fahrzeug umfasst eine an der Fahrzeugklappe befestigbares Oberteil (2) und ein an der Fahrzeugkarosserie befestigbares Unterteil (3), wobei ein aufprallender Stößel (7) im Unterteil (3) elastisch gelagert ist. Hierbei sind das Oberteil (2) und das Unterteil (3) jeweils mit mindestens einer Ausnehmung und/oder mit mindestens einer Hervorhebung zum Ineinandergreifen ausgebildet.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Puffersystem für eine Fahrzeugklappe, insbesondere für eine Motorhaube, einen Kofferraumdeckel etc., an einem Fahrzeug mit einem an der Fahrzeugklappe befestigbaren Oberteil und einem an der Fahrzeugkarosserie befestigbaren Unterteil, wobei ein aufprallender Stößel im Unterteil elastisch gelagert ist.
• Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Puffer bekannt, um eine Karosserieklappe auf der Fahrzeugkarosserie zu lagern. Die Puffer müssen unterschiedliche Funktionen erfüllen. Zum einen müssen sie die Schließkräfte beim Schließen der Klappe dämpfen, so dass die Klappe und die Fahrzeugkarosserie beschädigungsfrei bleiben. Dafür müssen die Anschlagpuffer die Klappe in einem bestimmten Mindestabstand von der Fahrzeugkarosserie halten. Die Kraftrichtung, die beim Schließen der Klappe auftritt, wird im Folgenden axiale Kraftrichtung F_D genannt. Zum anderen müssen die Puffer auch Kräfte aufnehmen, die von der Seite auf die Klappe wirken und die im Fahrbetrieb auftreten. Diese Richtung wird im Folgenden radiale Seitenkraft F_S genannt. Zudem sollen die Puffer Fertigungstoleranzen ausgleichen, die beim Zusammenbau der Klappe mit der Fahrzeugkarosserie auftreten.
• Die DE 199 53 448 A1 beschreibt einen Anschlagpuffer zur Anordnung zwischen einem ersten Kraftfahrzeugteil und einem zweiten Kraftfahrzeugteil. Der Anschlagpuffer weist ein Befestigungselement zur Befestigung am ersten Kraftfahrzeugteil auf.
• Das Befestigungselement ist mit einem Kontaktelement zur Kontaktierung des zweiten Kraftfahrzeugteils beweglich verbunden, wobei der Abstand zwischen dem Kontaktelement und dem ersten Kraftfahrzeugteil mit einer Schraubverbindung einstellbar ist. Um einen höhenverstellbaren Anschlagpuffer mit einem definierbaren ständigen Kontakt zwischen zwei Kraftfahrzeugteilen zu schaffen, ist ein Federelement zur Ausübung einer Rückstellkraft zwischen dem Befestigungselement und dem Kontaktelement angeordnet.
• Die DE 197 45 865 C2 offenbart einen Haubenschließdämpfer für Kraftfahrzeuge mit einem elastischen Teil, das an einer unteren Fläche eines Haubeninnenpaneels montiert ist, und einem zusammendrückbaren Dämpfungsteil, das an einer oberen Fläche eines Oberteils des Fahrgestells in einer dem elastischen Teil zugeordneten Position montiert ist. Das Dämpfungsteil gelangt mit dem elastischen Teil in Kontakt, wenn die Haube zugeschlagen wird. Das Dämpfungsteil weist eine zweiteilige Kammer auf, deren oberer Teil zusammendrückbar und breiter als der untere nicht zusammendrückbare Teil ausgestaltet ist. Eine Stange ist in der oberen Mitte oberhalb des hohlen Dämpfungsteils eingesetzt und erstreckt sich innerhalb der Kammer des Dämpfungsteils vertikal nach unten. Der Haubenschließdämpfer weist ein topfförmiges Gehäuse, das in das hohle Dämpfungsteil eingesetzt ist, durch welches Gehäuse der untere Teil der Kammer begrenzt wird und das Dämpfungsteil strukturell abgestützt wird, und ein Federteil auf, das in der Kammer des Dämpfungsteils angeordnet ist, wobei das obere Ende des Federteils an der Stange und das untere Ende am Gehäuse abgestützt sind, wodurch die obere Wand des Dämpfungsteils in ihrer Ausgangsstellung nach oben vorgespannt ist.
• Die DE 100 35 201 A1 zeigt ein einstellbares Dämpfungselement, das an der Karosserie eines Fahrzeugs befestigt wird, sowie ein Verfahren zur Justierung des Dämpfungselements. Das Dämpfungselement kann gegen die Motorhaube bzw. den Kofferraumdeckel klapperfrei verspannt werden. Es ist leicht zu montieren und gewährleistet eine sichere Beibehaltung der fixierten Einstellung. Bei einem Teilformschluß wird die Höhe des Dämpfungselements voreingestellt. Die fixierte Einstellung wird durch ein formschlüssiges Ineinandergreifen eines mit Rillen versehenen Schafts des Dämpfungselements mit Rillen an Backen eines befestigten Gehäuses erreicht, die durch Einschrauben eines keilförmigen Einsatzstückes geklemmt werden.
• Der DE 100 48 236 A1 ist ein Verfahren zum Ausrichten eines Anschlagpuffers zum Abstützen eines ersten beweglichen Karosserieteils eines Fahrzeugs an einem zweiten festen Karosserieteil zu entnehmen, welches eine einfache Justierung des Puffers in radialer Richtung ermöglicht. Außerdem beschreibt diese Druckschrift einen mit einem Ober- und einem Unterteil aufgebauten zweiteiligen Anschlagpuffer. Durch Zusammenwirken des Puffers mit den beiden Pufferteilen erfolgt im Moment des Anschlags beim Schließen eine Selbstjustierung des Puffers in radialer Richtung.
• Ferner beschreibt die DE 43 40 114 A1 einen einstellbaren Puffer für bewegliche Karosserieteile an Kraftfahrzeugen, wie Motorhauben und Kofferraumdeckel, mit einem Einstellbolzen mit Bolzengewinde zur Einstellung des Abstandes des beweglichen Karosserieteils von der festen Karosserie. Der Puffer zeichnet sich durch die Wirkverbindung des Bolzengewindes des Einstellbolzens mit einer Eindrückmutter aus, deren Muttergewinde durch eine Schrägbohrung in zwei diametral gegenüberliegende Gewindehalbschalen aufgeteilt ist.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Puffersystem der eingangs genannten Art zu schaffen, das einfach sowie sehr kostengünstig aufgebaut ist und die oben genannten Funktionen, wie Dämpfung von axialen und seitlichen radialen Krafteinflüssen sowie den Ausgleich von Fertigungstoleranzen, zuverlässig erfüllt.
• Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Oberteil und das Unterteil jeweils mit mindestens einer Ausnehmung und/oder mit mindestens einer Hervorhebung zum Ineinandergreifen ausgebildet sind.
• Ein Kerngedanke der Erfindung ist, ein Pufferoberteil mit einem Pufferunterteil in Eingriff zu bringen, um insbesondere Seitenbewegungen, die im Fahrbetrieb auftreten, bei der Fahrzeugklappe zu regeln bzw. zu verhindern. Dafür weist sowohl das Unterteil als auch das Oberteil mindestens eine Ausnehmung auf, die in eine Hervorhebung des anderen Teils eingreift und umgekehrt eine Hervorhebung desselben Teils in die Ausnehmung des anderen Teils eingreift.
• Vorzugsweise sind die mindestens eine Ausnehmung und Hervorhebung des Ober- und Unterteils als aufeinander liegende Keilflächen ausgebildet. Dies ist insofern vorteilhaft, als bei einer Bewegung der Fahrzeugklappe in einer x-y-Ebene ein direktes Kräftegleichgewicht mit dem entgegenwirkenden elastisch vorgespannten Stößel des Pufferunterteils aufgebaut wird. Die Fahrzeugklappe ist in einem definierten Bereich lagerbar, der sich aufgrund von Fertigungstoleranzen ergibt, ohne dass die Dämpfungsfunktionen des Puffersystems beeinträchtigt werden. Aufgrund der Keilflächen mit dem elastisch gelagerten Stößel wird ein selbsteinstellbares Puffersystem zum Verringern der Seitenbewegungen der Fahrzeugklappe geschaffen.
• Nach einer weiteren Ausgestaltung sind die Keilflächen des Pufferober- und -unterteils in einem Winkel zwischen 40°-50°, vorzugsweise 45°, zur axialen z-Achse des Puffersystems angeordnet. Aufgrund eines solchen Winkelbereichs werden die axialen und die seitlichen radialen Kräfte gleichmäßig aufgeteilt, wodurch sich der Stößel des Pufferunterteils nach oben bzw. nach unten verschiebt und zwar abhängig von der seitlichen Bewegung des Pufferoberteils. Beide Pufferteile stehen dabei über die Keilflächen ständig miteinander in Kontakt bei geschlossener Fahrzeugklappe.
• Um den definierten Lagerbereich der Fahrzeugklappe in einer x-y-Ebene zu erhöhen, ist die Keilfläche des Unterteils kleiner als die Keilfläche des Oberteils. Die Fertigungstoleranzen für die Lagerung der Fahrzeugklappe sind somit erhöht. Die Keilfläche des Unterteils kontaktiert die Keilfläche des Oberteils vollständig in einem größeren Toleranzbereich. Dies fördert die Stabilität der Fahrzeugklappe über den gesamten Toleranzbereich.
• Da das oben beschriebene erfindungsgemäße Puffersystem hauptsächlich nur in einer Richtung radialen Seitenkräften entgegenwirkt, ist es zweckmäßig, das Puffersystem mehrfach mit gegensinniger Kraftwirkung zur Lagerung einer Fahrzeugklappe an der Fahrzeugkarosserie anzuordnen. Damit diese Puffersystemanordnung an der Fahrzeugkarosserie in der Ausrichtung definiert zusammengebaut werden kann, weist das Oberteil eine Ausnehmung und/oder eine Hervorhebung als Einbauhilfe auf.
• Die elastische Lagerung des Stößels im Pufferunterteil kann entweder mechanisch oder pneumatisch erfolgen. Bevorzugt ist die elastische Lagerung des Pufferunterteils als Feder ausgebildet, da dies sehr preiswert ist. Vorzugsweise weist der Stößel im Pufferunterteil einen Hub von ca. 5 mm auf. Aufgrund der Feder ist eine Anpassung des Unterteils an das Oberteil immer gegeben, was eine kontrolliertere Funktion bei geschlossener Klappe erlaubt.
• Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind. Der Rahmen der Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.
• Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
• 1 eine schematische Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Puffersystems und
• 2a, 2b abstrahierte Puffersystemanordnungen zur Lagerung einer Fahrzeugklappe.
• Das Puffersystem 1 umfasst ein Pufferoberteil 2 und ein Pufferunterteil 3. In einem geschlossenen Zustand kontaktiert eine Keilfläche 4 des Pufferoberteils 2 eine Keilfläche 5 des Pufferunterteils 3. Die Keilflächen 4, 5 sind in einem Winkel von 45° in der axialen Richtung angeordnet. In der 1 ist diese Richtung durch ein „z" dargestellt. Das Pufferoberteil 2 ist mittels eines aus dem Stand der Technik bekannten Befestigungselements 6 fest an einer Fahrzeugklappe, wie beispielsweise einer Motorhaube, einer Rückwandklappe oder einem Heckraumdeckel etc., befestigt. Dieses Befestigungselement 6 ist, wie in der 1 gezeigt, in der Form eines Widerhakens ausgeführt, der aus Gummi gefertigt sein kann. Das Pufferoberteil 2 kann alternativ auch mittels einer Schraubverbindung an der Fahrzeugklappe befestigt sein.
• Die Keilfläche 5 des Pufferunterteils 3 befindet sich an einem Stößel 7, der von einem in einem Gehäuse 9 gelagerten Schaft 8 getragen ist. Das Gehäuse 9 weist eine Grundplatte 10 mit einer mittig angeordneten kreisförmigen Öffnung 11 auf. Unter der kreisförmigen Öffnung 11 ist ein koaxial angeordneter, mit der Grundplatte 10 einstückig ausgeführter Zylinder 12 vorgesehen, dessen Boden 13 wiederum eine koaxial zur z-Richtung angeordnete kreisförmige Öffnung 14 aufweist. Der Schaft 8 greift insbesondere bei Belastung des Stößels 7 in die Öffnung 14 ein. An dem Schaft 8 ist ein Widerlagerbund 15 in üblicher Art befestigt, wobei eine Feder 16 (Spiralfeder) zwischen den Boden 13 des Zylinders 12 und dem Widerlagerbund 15 eingespannt ist. Der Widerlagerbund 15 wird somit von unten gegen die Grundplatte 10 des Gehäuses 9 gedrückt. Der Stößel 7 mit der Keilfläche 5 steht im unbelasteten Zustand maximal von dem Gehäuse 9 hervor. Damit die Feder 16 in einer zentrierten Position gehalten wird, ist der Widerlagerbund 15 mit einen Außenumfangsumschlag 17 versehen. Um eine Reibung zwischen der Öffnung 11 und dem Schaft 8 zu verhindern, ist die kreisförmige Öffnung 11 größer als die kreisförmige den Schaft 8 aufnehmende Öffnung 13. Auf die zeichnerischen Darstellungen in den 1, 2a und 2b wird ausdrücklich als wesentlich verwiesen.
• Das Pufferunterteil 3 ist an der Fahrzeugkarosserie mittels zweier Spreiznieten 18 befestigt, die in Ohren 19 von der Gehäusegrundplatte 10 geschlagen werden. An der Unterseite der Gehäusegrundplatte 10 befinden sich Zungen 20, die aufgrund der Spreizniete 18 aufspreizen und sich in den Rahmenbohrungen verhacken und dabei das Blech untergreifen. Diese Technik ist aus dem Stand der Technik bekannt und beispielsweise in der DE 100 35 201 A1 offenbart.
• Beim Schließen der Klappe wird in z-Richtung mit einer Kraft F_D aufgrund des Oberteils 2 die kontaktierende Keilfläche 4 gegen die Keilfläche 5 gedrückt und presst damit den Stößel 7 gegen die Federkraft der Feder 16. Der maximale Hub der Feder 16 beträgt vorzugsweise ca. 5 mm. Der Maximalhub ist deutlich kleiner als die Höhe des Stößels 7, über dessen axiale Längsrichtung die Keilfläche 5 diagonal verläuft. In der geschlossenen Klappenstellung ist der Stößel 7 gewöhnlich leicht, jedoch nicht maximal eingedrückt.
• Eine radiale seitliche Kraft F_S, die in der 1 mittels eines Pfeils dargestellt ist, wird durch die diagonalen Keilflächen 4, 5 gepuffert. Die Pufferung erfolgt zuerst durch eine entgegenwirkende Reibungskraft F_F zwischen den kontaktierenden Keilflächen 4, 5 des Pufferober- und -unterteils 2, 3. Wird diese Reibungskraft F_F überwunden, so wird der Stößel 7 gegen die Federkraft der Feder 16 gedrückt, während sich die Keilfläche 4 über die Keilfläche 5 bewegt. Befinden sich die radiale Seitenkraft F_S mit der abgelenkten Federkraft in einem Kräftegleichgewicht, so kommt die Seitenbewegung zu einem Still stand. Ist jedoch die Seitenkraft F_S so groß, dass die maximale Federkraft überwunden wird, so trifft der Stößel 7 auf die Grundplatte 9 auf und verhindert damit eine weitere Seitenbewegung der Klappe. Bei noch stärkeren Seitenkräften wird die Fahrzeugklappe nach oben entlang der Keilflächen 4, 5 gedrückt.
• Dieser Puffersystemaufbau mit seinen Keilflächen 4, 5 und dem definierten Anschlag des Stößels 7 auf der Grundplatte 10 verhindert eine Bewegung der Fahrzeugklappe aus dem zulässigen Toleranzbereich. Die Keilflächen 4, 5 des Puffersystems 1 halten die Fahrzeugklappe somit in einem für die Fertigung und für den Gebrauch zulässigen und definierten Toleranzbereich.
• Aufgrund von Fertigungstoleranzen wird die Fahrzeugklappe mit dem Pufferoberteil 2 in der x-y-Ebene in einem definierten Bereich zusammengebaut und während der Fahrzeuglebensdauer in diesem Bereich gehalten. Durch das Ineinandergreifen der Keilflächen 4, 5 als Hervorhebung und Ausnehmung des Pufferober- und -unterteils 2, 3 kann die Fahrzeugklappe selbsteinstellend gelagert bzw. gepuffert werden. Einflüsse von Seitenbewegungen werden auf ein Minimum durch diese Ausführungsform des Puffersystems 1 reduziert, wie es auch nachfolgend anhand der 2a und 2b mit Anordnungsbeispielen erläutert wird.
• Das Puffersystem 1 stellt sich selbst ein, da das Pufferunterteil 3 durch die Feder 16 auf das Pufferoberteil 2 vorgespannt ist. Um so größer die Seitenkraft F_S ist, desto mehr wird der Stößel 7 mit der Keilfläche 5 in z-Richtung gegen das Gehäuse 9 gegen die Federkraft der Feder 16 gedrückt, so dass sich ein Kräftegleichgewicht zwischen der Federkraft der Feder 16 und der Seitenkraft F_S bzw. der axialen Kraft F_D unter Berücksichtigung der Reibungskraft zwischen den kontaktierenden Keilflächen 4, 5 einstellt.
• Der drehbar gelagerte Stößel 7 mit der Keilfläche 5 des Pufferunterteils 3 passt sich der Orientierung des festsitzenden Pufferoberteils 2 automatisch beim Schließen der Fahrzeugklappe an.
• Da das Puffersystem 1 mehrfach, d.h. mindestens dreifach, um eine einfach bestimmte Lagerung zu erhalten, zwischen der Klappe und der Fahrzeugkarosserie angeordnet sein muss und, da die Ausführungsform des Puffersystems Seitenbewegungen hauptsächlich einer Richtung entgegenwirkt, sind die mehrfachen Puffersysteme 1 derart anzuordnen, dass die seitlichen Kräfte in allen Richtungen aufgehoben werden.
• Bei einer Anordnung von drei Puffersystemen 1 sollte also jeweils die Wirkrichtung der radialen Seitenkraft jedes einzelnen Puffersystems 1 um 120° zur Wirkungsrichtung des benachbarten Puffersystems 1 zu einander versetzt sein.
• Die 2a und 2b zeigen schematisch und abstrahiert in der Draufsicht die Wirkrichtungen von radialen Seitenkräften F_S bei einer Anordnung von vier Puffersystemen 1 auf. Bei einer solchen Anordnung ist die Lagerung einfach überbestimmt. Diese Überbestimmung wird durch die Federn 16 in z-Richtung ausgeglichen. Die Anordnung hat den Vorteil, dass seitliche Bewegungen, die vor allem im Fahrbetrieb auftreten, sich auf vier Puffersysteme 1 verteilen und die Wirkrichtungen von diesen Puffersystemen 1 in einem Winkel von 90 ° benachbart zu einander angeordnet werden können. Die vier durchgängigen Pfeile F_S der 2a zeigen eine Anordnungsmöglichkeit der Puffersysteme 1, um ein Entgegenwirken in allen Bewegungsrichtungen zu erzielen. Die vier gepunkteten Pfeile F_S der 2a zeigen die Anordnung mit der gleichen Wirkung nur mit entgegengesetzter Orientierung der Kraftrichtungen F_S .
• Die 2b zeigt die entsprechende Anordnung der 2a jedoch mit dem Unterschied, dass die hindernde Wirkrichtung gegen Seitenkräfte bei jedem Puffersystem 1 um 90° gedreht ist. Zusammen bilden die vier Puffersysteme 1 eine einheitliche Anordnung, um die Seitenbewegungen aus jeder Richtung abzudämp fen. Gepunktete Pfeile zeigen eine Anordnung mit entgegengesetzter orientierter Wirkrichtung von jedem Puffersystem 1.
• Damit das Puffersystem 1 jeweils die in der 2a und 2b vorher definierte Kraftwirkrichtungen aufweist, ist das Pufferoberteil 2 mit mindestens einer in der 1 nicht dargestellten Ausnehmung und/oder Hervorhebung ausgestattet, um die Ausrichtung des Pufferoberteils 2 beim Einbau zu erleichtern und sicherzustellen. Der Stößel 7 des Pufferunterteils 3 kann drehbar oder in der Wirkrichtung fest, beispielsweise durch einen eckigen Schaft 8, mit einem geringen rotatorischen Toleranzwinkel gelagert sein. Natürlich kann das Pufferoberteil 2 in einer anderen Ausführungsform drehbar gelagert sein. In einem solchen Fall muss dann der Stößel 7 des Pufferunterteils 3 in einer Wirkrichtung fest definiert gelagert sein.

1

Puffersystem

2

Pufferoberteil

3

Pufferunterteil

4

Keilfläche des Oberteils

5

Keilfläche des Unterteils

6

Befestigungselement am Oberteil

7

Stößel

8

Schaft des Pufferunterteils

9

Gehäuse

10

Grundplatte

11

Öffnung in der Grundplatte

12

Zylinder

13

Boden des Zylinders

14

Öffnung im Boden

15

Widerlagerbund

16

Feder

17

Außenumfangsumschlag

18

Spreizniete

19

Ohren

20

Zungen

Claims (6)

1. Puffersystem für eine Fahrzeugklappe, insbesondere für eine Motorhaube, einen Kofferraumdeckel etc., an einem Fahrzeug mit einem an der Fahrzeugklappe befestigbaren Oberteil (2) und einem an der Fahrzeugkarosserie befestigbaren Unterteil (3) , wobei ein aufprallender Stößel (7) im Unterteil (3) elastisch gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (2) und das Unterteil (3) jeweils mit mindestens einer Ausnehmung und/oder mit mindestens einer Hervorhebung zum Ineinandergreifen ausgebildet sind.
2. Puffersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Ausnehmung und Hervorhebung des Ober- und Unterteils (2, 3) als aufeinander liegende Keilflächen (4, 5) ausgebildet sind.
3. Puffersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Keilflächen (4, 5) in einem Winkel zwischen 40°-50°, vorzugsweise 45°, zur axialen Achse des Puffersystems (1) angeordnet sind.
4. Puffersystem nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Keilfläche (5) des Unterteils (3) kleiner als die Keilfläche (4) des Oberteils (2) ist.
5. Puffersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (2) eine Ausnehmung und/oder eine Hervorhebung als Einbauhilfe zur definierten Ausrichtung aufweist.
6. Puffersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Lagerung des Stößels (7) im Pufferunterteil (3) als Feder (16) ausgebildet ist.