DE102005057627A1

DE102005057627A1 - Auslösevorrichtung für ein Karosserieteil-Hebevorrichtung

Info

Publication number: DE102005057627A1
Application number: DE200510057627
Authority: DE
Inventors: Heribert Werner; Andreas MÜLLER
Original assignee: ACTS Advanced Car Technology Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Magna Electronics Europe GmbH and Co OHG
Priority date: 2005-12-02
Filing date: 2005-12-02
Publication date: 2007-06-06

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Auslösevorrichtung für eine Karosserieteil-Hebevorrichtung, insbesondere Motorhauben-Hebevorrichtung, umfassend: DOLLAR A - eine Kraftspeichereinrichtung zum Antreiben eines Betätigungsteils eines an das Karosserieteil koppelbaren Anhebemechanismus; DOLLAR A - einen Elektromotor mit einer Motorwelle, mit dem die Kraftspeichereinrichtung in einen gespannten Zustand versetzt werden kann; DOLLAR A - ein Sperrelement, das in einer Raststellung die Kraftspeichereinrichtung in dem gespannten Zustand hält und in einer Auslösestellung die Kraftspeichereinrichtung derart freigibt, dass die Kraftspeichereinrichtung das Betätigungsteil antreibt, um das Karosserieteil anzuheben. DOLLAR A Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar auf der Motorwelle ein Schaltnocken wenigstens in einer Drehrichtung der Motorwelle drehfest angeordnet ist, welcher mechanisch unmittelbar an einem Mitnehmer des Sperrelements angreift.

Description

Die Erfindung betrifft eine Auslösevorrichtung für eine Karosserieteil-Hebevorrichtung, insbesondere für eine Motorhauben-Hebevorrichtung.

Um Fußgänger bei einem Verkehrsunfall mit Kraftfahrzeugen besser vor Verletzungen zu schützen, ist es bekannt, Karosserieteile, insbesondere die Motorhaube des Kraftfahrzeugs bei einer Kollision des Fahrzeugs schlagartig anzuheben beziehungsweise anzustellen, um einen Freiraum für eine ungehinderte Deformation des Karosserieteils beziehungsweise der Motorhaube zur Verfügung zu stellen, in welchen der Fußgänger, wenn er mit seinem Körper das Karosserieteil verformt, zusammen mit dem verformten Teil der Karosserie eintauchen kann. Hierdurch kann der Impuls, der auf den Fußgänger einwirkt, durch eine stärkere Verformung des Karosserieteils beziehungsweise von speziell vorgesehenen Deformationselementen im oder am Karosserieteil vermindert werden.

Damit der Fußgängerschutz durch Anheben des Karosserieteils seine volle Wirkung entfalten kann, ist es erforderlich, dass das Anheben derart rasch erfolgt, dass der Freiraum hinter dem Karosserieteil bereits dann geschaffen ist, wenn der Fußgänger beginnt, in das Karosserieteil einzutauchen, da anderenfalls die Gefahr besteht, dass der Körper des Fußgängers gegen harte und starre Bauteile hinter dem Karosserieteil prallt, beispielsweise Teile des Antriebsstrangs unter einer Motorhaube. Die Entwicklung entsprechender Fußgängerschutzvorrichtungen, das heißt von Karosserieteil-Hebevorrichtungen, insbesondere Motorhauben-Hebevorrichtungen, geht daher zunehmend in die Richtung, dass eine Kraftspeichereinrichtung zum Antreiben eines Betätigungsteils eines an das Karosserieteil koppelbaren Antriebsmechanismus vorgesehen wird, welche von einem Sperrelement in ihrem gespannten Zustand gehalten wird. Wenn die Karosserieteil-Hebevorrichtung ausgelöst werden soll, wird das Sperrelement aus seiner Raststellung, in welcher es die Kraftspeichereinrichtung in dem gespannten Zustand hält, in eine Auslösestellung gebracht, so dass die Kraftspeichereinrichtung freigegeben wird, und diese das Betätigungsteil derart antreibt, dass das Karosserieteil angehoben wird.

Die Offenlegungsschrift DE 103 07 994 A1 beschreibt beispielsweise einen Antrieb für eine Vorrichtung zum Anheben einer Motorhaube, der einen Elektromotor umfasst, mit dem die Kraftspeichereinrichtung in einen gespannten Zustand versetzt werden kann, indem der Elektromotor in eine erste Richtung angetrieben wird, und ferner ein Sperrelement, das dann freigegeben wird, wenn der Elektromotor in eine zweite Richtung angetrieben wird. Hierzu ist die Motorwelle in Form einer Gewindespindel ausgeführt, welche einen Mitnehmer trägt, der sich bei der Drehung des Motors in die erste Richtung vom Motor wegbewegt und bei der Drehung des Motors in die zweite Richtung in Richtung des Motors bewegt.

Die Gebrauchsmusterschrift DE 201 06 478 U1 beschreibt einen Antrieb einer an einem Fahrzeug vorgesehenen Klappe, insbesondere einer Motorhaube, bei welchem eine Betätigungswelle, die mit der Klappe verbunden ist, entweder durch einen Kraftspeicher oder von dem Elektromotor zum Spannen des Kraftspeichers angetrieben werden kann. Die Motorwelle trägt einen Zahnriemen, der mit einem Zahnriemengetriebe verbunden ist, um die Betätigungswelle zu drehen.

Ein weiterer Antrieb für eine Fahrzeughaube, welcher einen Elektromotor aufweist, der eine Doppelfunktion aufweist, nämlich einerseits die Freigabe einer Kraftspeichereinrichtung und andererseits das Zurückbewegen der Haube in die Schließstellung, wird in dem Dokument EP 1 258 402 A2 offenbart. Auch hier erfolgt die Betätigung wiederum über einen Zahnriemen, der von dem Elektromotor angetrieben wird.

Durch die Doppelfunktion des Elektromotors in den Ausführungen, welche durch die oben genannten Dokumente beschrieben werden, können zwar vorteilhaft bereits relativ kompakte Antriebe zum Anstellen und Auslösen einer Karosserieteil-Hebevorrichtung ausgeführt werden, welche zudem den Vorteil bieten, dass nach der Auslösung die Motorhaube wieder vergleichsweise einfach in ihren geschlossenen Zustand verbracht werden kann, beispielsweise im Fall einer Fehlauslösung. Jedoch hat sich in neusten Untersuchungen der Unfallforschung herausgestellt, dass der Zeitraum vom elektrischen Signal zum Auslösen des Antriebs bis zum erfolgten Anstellen der Motorhaube, beispielsweise der hinteren Haubenkante um 100 mm gegenüber ihrer Normalposition, vorteilhaft lediglich maximal 40 bis 50 Millisekunden betragen sollte. Dieser Zeitraum, auch Anstellzeit genannt, kann für die Schutzwirkung bei einem realen Unfall bereits für den Geschwindigkeitsbereich innerhalb geschlossener Ortschaften, also bis 50 km/h entscheidend für die erzielbare Schutzwirkung sein. Die Karosserieteil-Hebevorrichtung sollte vorteilhaft, um voll wirksam werden zu können, bereits die volle Anstellhöhe erreicht haben, wenn nach dem Anprall die obere Körperregion des Fußgängers mit dem Karosserieteil in Berührung kommt. Hierfür sind die in den Dokumenten DE 103 07 994 A1 und EP 1 258 402 A2 beschriebenen Ausführungen nicht geeignet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Auslösevorrichtung für eine Karosserieteil-Hebevorrichtung, insbesondere für eine Motorhauben-Hebevorrichtung, darzustellen, bei welcher die Zeitspanne zwischen dem elektrischen Signal zum Auslösen und dem Anstellen des Karosserieteils, beispielsweise der Motorhaube, wie dies oben beschrieben worden ist, gegenüber den bekannten Ausführungsformen entscheidend verkürzt ist. Insbesondere soll die erfindungsgemäße Auslösevorrichtung zudem besonders robust und reversierbar ausgeführt sein, sowie kostengünstig produziert und in ein Fahrzeug eingebaut werden können. Unter reversierbar im Sinne der vorliegenden Erfindung ist dabei eine Auslösevorrichtung zu verstehen, welche nach der erfolgten Auslösung ohne den Austausch einzelner Teile wieder in den „scharten" Ausgangszustand verbracht werden kann, zumindest in dem Fall, dass kein Aufprall eines Fußgängers stattgefunden hat. Hierdurch wird erreicht, dass eine Fehlauslösung ohne Folgen und Schäden am Fahrzeug akzeptiert werden kann, und somit auch eine wesentlich vereinfachte Sensorik und Auswerteelektronik mit einer geringeren Zuverlässigkeit eingesetzt werden kann.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Auslösevorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beschreiben vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung.

Die erfindungsgemäße Auslösevorrichtung umfasst eine Kraftspeichereinrichtung zum Antreiben eines Betätigungsteils eines an das Karosserieteil koppelbaren Antriebsmechanismus und einen Elektromotor mit Motorwelle, mit dem einerseits die Kraftspeichereinrichtung in einen gespannten Zustand versetzt werden kann, beispielsweise dadurch, dass eine Welle, ein Hebelarm und/oder eine Mitnehmerscheibe oder dergleichen der Kraftspeichereinrichtung durch den Motor gedreht wird, und so eine Spiralfeder der Kraftspeichereinrichtung aufgewickelt und gespannt wird, und andererseits auch die Freigabe zur Auslösung der Karosserieteil-Hebevorrichtung erfolgt.

Ferner ist ein Sperrelement vorgesehen, dass in einer Raststellung die Kraftspeichereinrichtung in dem gespannten Zustand hält und in einer Auslösestellung die Kraftspeichereinrichtung derart freigibt, dass diese das Betätigungsteil antreibt, und damit das Karosserieteil durch die Kraft aus der Kraftspeichereinrichtung angehoben wird.

Die erfindungsgemäße Auslösevorrichtung weist einen Schaltnocken auf, der unmittelbar auf der Motorwelle drehfest angeordnet ist und somit mit der Motorwelle umläuft. Dieser Schaltnocken steht in einem direkten mechanischen Eingriff mit einem Mitnehmer des Sperrelements, das heißt der Schaltnocken greift formschlüssig und/oder kraftschlüssig an dem Mitnehmer des Sperrelements an.

Wie später aus der Figurenbeschreibung noch ersichtlich sein wird, kann die sich die drehfeste Anordnung des Schaltnockens auf der Motorwelle auf genau eine der beiden möglichen Drehrichtungen der Motorwelle beziehen, das heißt in einer Drehrichtung ist der Schaltnocken drehfest beziehungsweise starr ohne eine mechanisches Spiel auf der Motorwelle angeordnet, wohingegen gemäß einer besonderen Ausführungsform in der zweiten Drehrichtung der Motorwelle ein Freilauf zwischen Motorwelle und Schaltnocken vorgesehen beziehungsweise wirksam ist, das heißt die Motorwelle dreht sich, ohne dass die form- und/oder kraftschlüssige Position des Schaltnockens zum Mitnehmer des Speerelementes verändert wird.

Wenn nun die Motorwelle in die erste Richtung gedreht wird, so betätigt der Schaltnocken sofort, ohne dass zuvor ein Spiel überbrückt werden muss, den Mitnehmer des Sperrelements, so dass die Kraftspeichereinrichtung freigegeben wird.

Im Vergleich zum Stand der Technik kann durch die zumindest in der Raststellung des Sperrelements spielfreie Verbindung unmittelbar mit der Motorwelle des Elektromotors die Auslösezeit vom elektrischen Signal bis zur Freigabe der mechanischen Verriegelung des Kraftspeichers entscheidend verkürzt werden, beispielsweise 5 Millisekunden weniger betragen, bei gleichem Betrag der gespeicherten Energie zur Anstellung.

Die Auslösezeit ist der erste Zeitanteil der Anstellzeit, das heißt der Zeitraum vom ersten elektrischen Signal bis zur ersten mechanischen Bewegung der Bauteile des Kraftspeichers beziehungsweise des Sperrelements. Bei einer vorgegebenen Anstellzeit von 40 bis 50 Millisekunden sollte die Auslösezeit 5 bis 10 Millisekunden betragen.

Ist die Auslösezeit gering, kann vorteilhaft die Größe der Vorspannkraft minimiert werden, also die Massen, die Abmessungen und das Gewicht des Kraftspeichers gering gehalten werden. Zusammenfassend können die folgenden Merkmale vorteilhaft zur Verringerung der Auslösezeit beitragen:

– Eine spielfreie Verbindung der Motorwelle mit dem Sperrelement;
– ein lastfreier Anlauf und eine schnelle Auslösung bereits bei einem kleinen Drehwinkel der Motorwelle des Elektromotors, beispielsweise innerhalb eines Drehwinkels von 10 Grad;
– eine geringe Massenträgheit der für die Auslösung bewegten Bauteile;
– eine sich selbst einstellende, definierte Position des Schaltnockens zum Sperrelement.

Um ein ausreichend schnelles, im Anschluss an die Auslösung folgendes Anstellen beispielsweise der Motorhaube, derart, dass ihre Hinterkante um einen Weg von 100 mm gegenüber ihrer Ausgangsstellung verschoben worden ist, sicherzustellen, kann die Bewegungszeit, welche erforderlich ist, um diese Anstellung zu bewirken, beispielsweise maximal 35 Millisekunden betragen, so dass das gesamte Zeitfenster vom Auslösen des elektrischen Signals bis zu der Anstellung der hinteren Haubenkante um 100 mm gegenüber der Normalposition 40 Millisekunden oder weniger beträgt.

Der Elektromotor kann ein handelsüblicher 12 Volt-Motor im unteren Leistungsbereich sein, wie er üblicherweise in Kraftfahrzeugen bereits in großen Serien zum Einsatz kommt, beispielsweise zur Sitzverstellung.

Wie dargelegt, kann die Auslösevorrichtung beispielsweise derart ausgeführt sein, dass die Motorwelle eine maximale Verdrehung von 10 Grad in der ersten Richtung benötigt, um über den Schaltnocken den Mitnehmer des Sperrelements in die Schaltposition „Auslösen" zu bewegen. Insbesondere läuft der Elektromotor vom Stillstand ausgehend lastfrei an, und die vom Motor zu überwindenden Massenträgheitsmomente sind vorteilhaft bis zu einem vorgegebenen Verdrehwinkel der Motorwelle, beispielsweise von 10 Grad, auf den Motor selbst, den Schaltnocken und das den Mitnehmer tragende Bauteil, beispielsweise einen drehbar gelagerten Hebel des Sperrelements beschränkt. Zur Auslösung genügt dadurch bereits ein kurzeitiger Schaltimpuls zum Elektromotor.

Insofern der Motor zugleich über eine Verzahnung beziehungsweise ein Zahnradgetriebe, beispielsweise ein Untersetzungsgetriebe, mechanisch mit der Kraftspeichereinrichtung verbunden ist, insbesondere permanent, beispielsweise um durch Drehen der Motorwelle, insbesondere in eine entgegengesetzte Richtung wie bei der Auslösung der Kraftspeichereinrichtung, die Kraftspeichereinrichtung zu spannen, beispielsweise indem eine Spiralfeder aufgewickelt wird, ist das Zahnflankenspiel aller eingesetzten Zahnradpaare oder zumindest jenes Zahnradpaares, welches in Antriebsrichtung vom Motor zum Kraftspeicher gesehen das erste ist, vorteilhaft so groß ausgeführt, dass bei der Verdrehung der Motorwelle um die vorgegebene Gradzahl, beispielsweise um 10 Grad, noch keine Berührung oder zumindest keine trägheitskraftübertragende Berührung zwischen den Zähnen des Zahnradpaares auftreten kann. Hierdurch wird sichergestellt, dass die vom Motor zu überwindenden Trägheitsmomente für einen lastfreien Anlauf besonders beschränkt sind, was das Anfahren des Motors erheblich beschleunigt.

Beim Drehen der Motorwelle über diese Gradzahl hinaus, wird bei gleicher Drehrichtung des Elektromotors und nach ablaufbedingtem Zeitraum nach Auslösung der Kraftspeichereinrichtung, die Kraftspeichereinrichtung wieder gespannt, beispielsweise indem eine Spiralfeder zusammengedreht wird.

Die erfindungsgemäße Auslösevorrichtung ist vorteilhaft derart ausgeführt, dass in der Raststellung des Sperrelements eine mechanische, spielfreie Verbindung von der Motorwelle, über den Schaltnocken, über das Sperrelement, welches insbesondere als Drehhebel ausgeführt ist, bis zu einer Abtriebswelle der Kraftspeichereinrichtung beziehungsweise zu einem Hebelarm der Kraftspeichereinrichtung, mittels welcher beziehungsweise welchem das Karosserieteil zumindest mittelbar angehoben wird, besteht. Das heißt alle Bauteile, beginnend mit der Motorwelle bis hin zu der Abtriebswelle und/oder dem Hebelarm der Kraftspeichereinrichtung, und insbesondere bis zum Karosserieteil, beispielsweise der Motorhaube, selbst, bilden eine Kette von sich spielfrei berührenden Elementen aus, so dass zur Auslösung der Kraftspeichereinrichtung und insbesondere zum Anstellen des Karosserieteils, beispielsweise der Motorhaube, kein Spiel überbrückt werden muss.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen dargestellt werden, von denen beide Ausführungsbeispiele eine solche spielfreie Verbindung durch Vorsehen einer Vielzahl von drehbar gelagerten Hebeln ermöglichen. Dabei können die einzelnen Merkmale der im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen beschriebenen Ausführungen, soweit dies technisch möglich ist, auch in Alleinstellung verwendet werden, das heißt, ohne dass von sämtlichen Merkmalen der Ausführungsbeispiele Gebrauch gemacht werden muss.

Beispielsweise kann die Anzahl der verwendeten, drehbar gelagerten Hebel von der dargestellten Anzahl nach oben oder nach unten variieren; gemäß einer Ausführung werden zum Beispiel lediglich zwei drehbare Hebel verwendet, und gemäß einer anderen Ausführung vier oder fünf, welche zwischen den Schaltnocken auf der Motorwelle und den Hebelarm der Kraftspeichereinrichtung geschaltet sind.

Es zeigen:

1 eine dreidimensionale Ansicht einer ersten erfindungsgemäß ausgeführten Auslösevorrichtung;

2 eine Ansicht der Auslösevorrichtung aus der 1 in ihrer Raststellung vor der Auslösung;

3 eine Ansicht der Auslösevorrichtung aus der 1 in dem Zustand, in dem eine Motorhaube angestellt wurde, zu Beginn der Reversierung;

4 den Zustand der Auslösevorrichtung aus der 1, in welchem die Auslösevorrichtung reversiert wurde, das heißt die Kraftspeichereinrichtung wieder gespannt und das Sperrelement eingerastet wurde;

5 ein Beispiel für ein Scharnier einer Motorhaube, das durch die erfindungsgemäße Auslösevorrichtung betätigt werden kann;

6 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführung einer erfindungsgemäßen Auslösevorrichtung mit einem Zugriemen zum Reversieren der Auslösevorrichtung, das heißt zum Schließen der Motorhaube und Spannen der Kraftspeichereinrichtung nach der Auslösung;

7 die zweite Ausführungsform der Auslösevorrichtung aus der 6 montiert mit dem Scharnier der Motorhaube aus der 5;

8 verschiedene Auslöse- beziehungsweise Reversierzustände der zweiten Ausführungsform der Auslösevorrichtung aus der 6.

In den 1 bis 4 erkennt man eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Auslösevorrichtung mit einer Kraftspeichereinrichtung 1, die eine ortsfeste Achse 8 mit einem drehbar darauf gelagerten Hebelarm 9 umfasst. An der Achse 8 ist das radial innere Ende einer auf die Achse 8 aufgewickelten beziehungsweise diese umschließenden Spiralfeder 12 befestigt, siehe die in den 1 und 2 erkennbare Nut in der Achse 8, in welche die Spiralfeder eingesteckt ist. Der Hebelarm 9 ist zweiteilig ausgebildet, das heißt er besteht aus zwei in Radialrichtung der Achse 8 verlaufenden, parallelen Hebeln, welche die mit der Achse 8 verbundene und auf diese aufgewickelte Spiralfeder 12 zwischen sich einschließen.
Das radial äußere Ende der Spiralfeder 12 ist mit dem Hebelarm 9 direkt oder zumindest mittelbar drehfest verbunden, so dass die aufgewickelte beziehungsweise gespannte Spiralfeder 12 den Hebelarm 9 drehend antreiben kann und durch eine Rückbewegung des Hebelarms 9 wieder gespannt werden kann.
Selbstverständlich ist es auch möglich, das radial innere Ende der Spiralfeder 12 drehfest mit dem Hebelarm 9 zu verbinden, und das radial äußere Ende der Spiralfeder 12 ortfest an einem geeigneten Bauteil anzuschließen. Beispielsweise kann in diesem Fall die Spiralfeder 12 auch starr an der Achse 8 angeschlossen sein, welche dann den Hebelarm 9 drehfest trägt, selbst drehbar gelagert ist und somit beispielsweise eine Abtriebswelle der Kraftspeichereinrichtung ausbildet.
Der Hebelarm 9 trägt einen Rastbolzen 19, mittels welchem er durch das Sperrelement 4 gegen eine Verdrehung verriegelt werden kann.
In der 1 ist der Hebelarm 9 in einer solchen Position gezeigt, in welcher die Kraftspeichereinrichtung 1 gespannt ist, das heißt die Spiralfeder 12 unter Spannung auf der Achse 8 aufgewickelt ist. Wenn nun der Hebelarm 9 aus seiner gegen Verdrehung verriegelten Stellung freigegeben wird, wobei diese Verriegelung im vorliegenden Fall dadurch erreicht wird, dass er mit seinem Rastbolzen 19 in einem mechanischen Klaueneingriff mit dem Sperrelement 4 steht (was man auch als Schlossfalle bezeichnen könnte), so bewirkt die Spannung der Spiralfeder 12, dass sich der Hebelarm 9 auf der Achse 8 angetrieben durch die Federkraft der Spiralfeder 12 dreht, und zwar im vorliegenden Fall entgegen des Uhrzeigersinnes nach oben (1).
Durch diese Drehbewegung des Hebelarms 9 wird ein Betätigungsteil 5, welches gemäß der vorliegenden Ausführung als bogenförmiger Anstellhebel 13 ausgebildet ist, angetrieben, und zwar derart, dass er ein Scharnierarm oder Scharnierhebel 14 der Motorhaube (in der 1 nicht dargestellt) nach oben geklappt beziehungsweise angestellt, wodurch er die Motorhaube anhebt, insbesondere das hintere Ende derselben.
In der in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsform ist der Anstellhebel 13 mit seinem ersten Ende gelenkig an dem Hebelarm 9 und mit seinem zweiten Ende gelenkig an dem Scharnierhebel 14 angeschlossen. Der Scharnierhebel 14 ist mit seinem ersten Ende gelenkig unmittelbar an der Motorhaube am Haubenscharnier 24 angeschlossen, und mit seinem zweiten Ende gelenkig an einem Stützhebel 22, um einen weiteren Öffnungsweg der Motorhaube zu ermöglichen.
In der 5 ist ein Ausführungsbeispiel für einen Anhebemechanismus 2 beziehungsweise Scharniergelenk für eine Motorhaube dargestellt, wobei neben den zuvor genannten Hebeln noch gezeigt ist, dass der Stützhebel 22 mit seinem zweiten Ende gelenkig mit einer Kurbel 23 verbunden ist, und zwar an deren erstem Ende, wobei deren zweites Ende wiederum mit dem Anstellhebel 13 verbunden ist. Anstelle der Kurbel 23 kann auch unmittelbar der Hebelarm 9 der Kraftspeichereinrichtung vorgesehen sein, der dann mit seinen beiden Enden entsprechend gelenkig angeschlossen wird.
Links in der 5 ist dabei die Motorhaube im geschlossenen Zustand und rechts in der 5 im angestellten Zustand gezeigt. Im geschlossenen Zustand steht die Kurbel 23 (beziehungsweise der Hebelarm 9) mit dem Anstellhebel 13 im unteren Totpunkt. Der Scharnierhebel 14 verläuft parallel zur Motorhaube 20. In der angestellten Position der Motorhaube 20 hat sich die Kurbel 23 (der Hebelarm 9) um 120 Grad gegen den Uhrzeigersinn gedreht und hat so über den Anstellhebel 13 und Scharnierhebel 14 die Haube mit ihrer Hinterkante angehoben positioniert. Die Umlenkung wird dabei durch den Stützhebel 22 unterstützt.
Das Auslösen der Kraftspeichereinrichtung 1 durch Freigeben des Rastbolzens 19 auf dem Hebelarm 9 erfolgt dadurch, dass die Motorwelle 3.1 mit dem drehfest darauf getragenen Schaltnocken 6 durch den Motor 3 in der ersten Richtung gedreht wird, wie sie in der 2 durch den Pfeil auf dem Schaltnocken 6 angedeutet ist, so dass der Mitnehmer 7 entgegen der Federkraft der Druckfeder 10 bewegt wird (in der 2 nach links, in Richtung des Motors). Der Mitnehmen 7, welcher an einem ersten Ende eines drehbar gelagerten Hebels 4.1 ausgebildet ist, bewirkt, dass sich der drehbar gelagerte Hebel 4.1 so dreht (siehe den Pfeil in der 2, entgegen der Uhrzeigerrichtung), dass ein dritter drehbar gelagerter Hebel 4.3, der zuvor formschlüssig an einem zweiten Ende des ersten drehbar gelagerten Hebels 4.1 anlag, für eine Drehung freigegeben wird. Der dritte drehbar gelagerte Hebel 4.3 steht in einem Klaueneingriff mit einem zweiten drehbar gelagerten Hebel 4.2, welcher wiederum in einem Klaueneingriff mit dem Rastbolzen 19 auf dem Hebelarm 9 steht.
Der zweite Hebel 4.2 wird durch eine Druckfeder 11 mit einer solchen Vorspannung beaufschlagt, dass er, sofern er an seiner Drehung nicht gehindert wird, sich aus einem Eingriff mit dem Rastbolzen 19 herausdreht und somit den Hebelarm 9 der Kraftspeichereinrichtung 1 freigibt.
An dieser freigebenden Drehung wird der zweite Hebel 4.2 in der Raststellung des Sperrelementes 4, das aus den drei drehbar gelagerten Hebeln 4.1, 4.2, 4.3 zusammen mit den beiden Druckfedern 10, 11 besteht oder diese Bauteile umfasst, durch den dritten Hebel 4.3 gehindert, solange sich der dritte Hebel 4.3 nicht frei drehen kann, weil er am ersten Hebel 4.1 anliegt. Wenn jedoch durch Verdrehen des ersten Hebels 4.1, indem der Schaltnocken 6 den Mitnehmer 7 verschiebt, wie oben dargestellt wurde, eine Drehbewegung des dritten Hebels 4.3 ermöglicht wird, so dreht die Druckfeder 11 den zweiten Hebel 4.2, und der letztere gibt den Hebelarm 9 frei.
Dieser Vorgang wird durch die Pfeile in der 2 angedeutet.
Ein wesentlicher Vorteil der gezeigten Ausführung ist, dass in der Raststellung des Sperrelements 4 sämtliche Hebel 4.1, 4.2, 4.3 des Sperrelementes 4 unmittelbar aneinander liegen, das heißt frei von einem Spiel zueinander sind, und zugleich der erste Hebel 4.1 mit seinem Mitnehmer 7 unmittelbar am Schaltnocken 6 anstößt, so dass auch hier kein Spiel vorliegt. Zum Freigeben des Hebelarms 9 muss somit keinerlei Spiel durch die Drehung des Elektromotors 3 überwunden werden, was eine sehr zeitnahe Freigabe ermöglicht.
Weiterhin können die Hebelverhältnisse vorteilhaft so ausgelegt werden, dass bereits ein geringer Drehwinkel der Motorwelle beziehungsweise des Schaltnockens 6 und die damit durch die Kontur des Schaltnockens erzeugte geringe Schaltkraft ausreichend sind, um die dazu im Verhältnis hohe Vorspannkraft des mechanischen Federspeichers durch Freigabe des Rastbolzen 19 frei zu setzen.
Ein weiterer Vorteil zur Realisierung einer kurzen Auslösezeit, liegt darin, dass beim Anlaufen der Elektromotor 3 nur seine eigenen Massenträgheitsmomente, das Massenträgheitsmoment des Schaltnocken 6 und das Massenträgheitsmoment des ersten Hebels 4.1 überwinden muss, sowie die Druckkraft der Feder 10. Die übrigen Massenträgheitsmomente werden durch die Druckfeder 11 beziehungsweise ab Freigabe des Hebelarms 9 durch die Spiralfeder 12 überwunden. Hierdurch ist ein sehr schnelles Anlaufen des Elektromotors 3 beziehungsweise seiner Motorwelle 3.1 möglich.
Das erneute Spannen der Kraftspeichereinrichtung 1, das heißt das Aufwickeln und Spannen der Spiralfeder 12, wird ebenfalls durch den Elektromotor 3 bewirkt.
In der 3 ist der Zustand vor dem Reversieren, das heißt vor dem Spannen, dargestellt, in welchem die Motorhaube (nicht gezeigt) noch angestellt ist.
Wie in den 1 und 3 dargestellt ist, ist eine Mitnehmerscheibe 15 vorgesehen, welche drehbar auf der Achse 8 der Kraftspeichereinrichtung 1 gelagert ist. Selbstverständlich ist es möglich, die Mitnehmerscheibe 15 in einer anderen als der dargestellten Form auszubilden oder auf einem anderen Bauteil zu lagern.
Bei den bisher beschriebenen Zuständen befand sich die Mitnehmerscheibe 15 stets in der in der 1 dargestellten Stellung. In dieser Stellung ist sie gegenüber der in der 3 dargestellten Stellung etwas in Uhrzeigerrichtung verdreht, so dass der Rastbolzen 19 nach seiner Auslösung und der Drehung des Hebelarms 9 nicht am Mitnehmerarm der Mitnehmerscheibe 15 anschlägt. Alternativ ist es auch möglich, die Mitnehmerscheibe beim Auslösen in der in der 3 gezeigten Stellung zu belassen, wenn durch eine geeignete Materialauswahl eine Schädigung des Rastbolzens 19 und der Mitnehmerscheibe 15 verhindert wird. Beispielsweise kann der Rastbolzen 19 und/oder die Mitnehmerscheibe 15 auch mit einem Dämpfungselement versehen sein, so dass die Mitnehmerscheibe 15 den Verdrehweg des Hebelarms 9 bei der Auslösung gezielt beschränkt.
Die Mitnehmerscheibe 15 steht über ein Schneckenradgetriebe 16 in einer Triebverbindung mit dem Elektromotor 3. Das Getriebe 16 ist beispielsweise als Untersetzungsgetriebe ausgeführt, um die vom Motor 3 zum Spannen der Feder 12 erforderliche Kraft zu verringern.
Wenn nun die Mitnehmerscheibe 15 entgegen der Uhrzeigerrichtung von dem Elektromotor 3 über das Getriebe 16 und die Außenverzahnung auf der Mitnehmerscheibe 15 gedreht wird, so greift der Mitnehmerarm der Mitnehmerscheibe 15 an dem Rastbolzen 19 an und dreht den Hebelarm 9 zurück in seine Ausgangsstellung, wie in der 4 dargestellt ist. Zugleich erreicht der Schaltnocken 6 durch die Drehung der Motorwelle 3.1 wieder die in der 2 dargestellte Ausgangsposition, so dass der Mitnehmer 7 auf dem ersten Hebel 4.1 in die auf dem Schaltnocken 6 vorgesehene Aussparung einrastet, weil er durch die Druckfeder 10 dort hineingedrückt wird. Diese Bewegung führt dazu, dass der erste Hebel 4.1 den dritten Hebel 4.3 und der dritte Hebel 4.3 den zweiten Hebel 4.2 derart betätigt, dass das Sperrelement 4 wieder in seine Raststellung versetzt wird, das heißt der zweite Hebel 4.2 den Rastnocken 19 formschlüssig umgreift und den Hebelarm 9 der Kraftspeichereinrichtung 1 an einer Drehbewegung durch die Kraft der Spiralfeder 12 hindert.
Um zu ermöglichen, dass die Mitnehmerscheibe 15 wieder in die in der 1 dargestellte Stellung verdreht wird, in welcher sie ein Verdrehen des Hebelarms 9 beim Auslösen der Kraftspeichereinrichtung 1 nicht behindert, ist der Schaltnocken 6 mit einem Freilauf 21 auf der Motorwelle 3.1 montiert. Das bedeutet, bei der gezeigten Ausführung ist der Schaltnocken 6 nur hinsichtlich einer der beiden Drehrichtungen der Motorwelle 3.1 drehfest auf der Motorwelle 3.1 angeordnet, wohingegen er in die zweite Drehrichtung der Motorwelle 3.1 frei umlaufen kann.
Zum Zurückführen der Mitnehmerscheiben 15 in ihre ursprüngliche Position (siehe die 1) wird die Motorwelle 3.1 in einer entgegengesetzten Richtung zu der Reversierrichtung angetrieben, so dass sich die Mitnehmerscheibe 15 mit ihrem Mitnehmerarm vom Hebelarm 9 und dem Rastnocken 19 wegdreht. Der Freilauf 21 verhindert, dass bei diesem Antreiben der Mitnehmerscheibe 15 die Kraftspeichereinrichtung 1 durch Drehen des Schaltnockens 6 ausgelöst wird.
Um ein gedämpftes Stoppen der Drehbewegung des Hebelarmes 9 nach der Auslösung der Kraftspeichereinrichtung 1 zu ermöglichen, ist eine Dämpfungseinrichtung 17 vorgesehen, welche die Drehbewegung des Hebelarms 9 in der Auslöserichtung elastisch begrenzt. In der in den 1 bis 4 gezeigten Ausführung weist die Dämpfungseinrichtung 17 eine Prallplatte 18 auf, an welcher der Hebelarm 9 mit einer ebenen Seitenfläche anschlägt, nachdem er einen vorgegebenen Drehweg zurückgelegt hat.
In den 6 bis 8 ist eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Auslösevorrichtung dargestellt. Die Bauteile, welche jenen der ersten Ausführungsform entsprechen, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Gemäß der zweiten dargestellten Ausführungsform wird zum Schließen der Motorhaube 20 aus der angestellten Position ein Zahnriemen 25 verwendet, der von einer Riemenscheibe 26 angetrieben wird.
Wiederum wird ein Sperrelement mit drei drehbar gelagerten Hebeln 4.1, 4.2 und 4.3 durch einen Schaltnocken 6 auf der Motorwelle 3.1 des Elektromotors 3 durch eine Drehbewegung des Schaltnockens 6 ausgelöst, ohne dass ein mechanisches Spiel überwunden werden muss. Der zweite drehbar gelagerte Hebel 4.2 gibt einen Anstellhebel 13 frei, an welchem er in der Raststellung des Sperrelementes formschlüssig angreift und eine Bewegung desselben, zumindest in einer Anstellrichtung der Motorhaube 20 verhindert.
Eine Kraftspeichereinrichtung 1, beispielsweise ein Druckzylinder oder eine Spiralfeder, kann entweder parallel zu dem Sperrelement und insbesondere dem Anhebemechanismus 2 an der Motorhaube 20 angreifen, oder entsprechend oder ähnlich der in den 1 bis 4 gezeigten Ausführung im Bereich des Betätigungsteils 5 beziehungsweise im unmittelbaren Anschluss an das Sperrelement, integriert sein.
Dadurch, dass jedoch zum Reversieren gemäß der zweiten Ausführungsform ein Zahnriemen 25 verwendet wird, der an der Motorhaube 20 (beziehungsweise allgemein dem Karosserieteil) oder dem Anhebemechanismus 2 befestigt ist, und derart durch eine Riemenscheibe 26, die von dem Elektromotor 3 angetrieben wird, gezogen werden kann, dass er das angestellte Karosserieteil wieder in seine Ausgangslage verbringt beziehungsweise die angestellte Motorhaube wieder nach unten zieht und dabei die Kraftspeichereinrichtung 1 zugleich spannt, können verschiedene Ausführungsformen für die Kraftspeichereinrichtung 1 vorgesehen werden. Beispielsweise kann die Kraftspeichereinrichtung 1 eine Druckfeder oder und/oder einen pneumatischen Druckzylinder/Zylinder-Kolben-Einheit und/oder andere elastische Bauteile wie Biegefedern umfassen. Selbstverständlich ist es auch möglich, anstelle des Zahnriemens 25 andere Zugmittel wie Seile, Bänder oder Ketten etc. oder ein Gestänge zu verwenden.
In der 8 sind nochmals die verschiedenen Auslöse- beziehungsweise Reversierzustände der zweiten Ausführungsform der Auslösevorrichtung gezeigt. In der 8a ist dabei die Grundstellung gezeigt, in der 8b die Auslösestellung, in welcher der Schaltnocken 6 den Hebel 4.1 betätigt, in der 8c das Aufrollen des Zahnriemens 25, wodurch die Kraftspeichereinrichtung 1 wieder gespannt wird, und in der 8d das Abwickeln des Zahnriemens 25, um ein erneutes Anstellen der Motorhaube 20 zu ermöglichen. Wiederum wird für den letzten Schritt ein Freilauf 21 verwendet, um ein Auslösen der Kraftspeichereinrichtung 1 zu verhindern.

Claims

Auslösevorrichtung für eine Karosserieteil-Hebevorrichtung, insbesondere Motorhauben-Hebevorrichtung, umfassend: 1.1 eine Kraftspeichereinrichtung (1) zum Antreiben eines Betätigungsteils (5) eines an das Karosserieteil koppelbaren Anhebemechanismus (2); 1.2 einen Elektromotor (3) mit einer Motorwelle (3.1), mit dem die Kraftspeichereinrichtung (1) in einen gespannten Zustand versetzt werden kann; 1.3 ein Sperrelement (4), das in einer Raststellung die Kraftspeichereinrichtung (1) in dem gespannten Zustand hält und in einer Auslösestellung die Kraftspeichereinrichtung (1) derart freigibt, dass die Kraftspeichereinrichtung (1) das Betätigungsteil (5) antreibt, um das Karosserieteil anzuheben; dadurch gekennzeichnet, dass 1.4 unmittelbar auf der Motorwelle (3.1) ein Schaltnocken (6) wenigstens in einer Drehrichtung der Motorwelle (3.1) drehfest angeordnet ist, welcher mechanisch unmittelbar an einem Mitnehmer (7) des Sperrelements (4) angreift.
Auslösevorrichtung (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (4) wenigstens einen drehbar gelagerten Hebel (4.1) umfasst, der an einem ersten Ende den Mitnehmer (7) aufweist, insbesondere integral mit dem Mitnehmer (7) ausgebildet ist, und mit einem zweiten Ende mechanisch unmittelbar oder mittelbar mit der Kraftspeichereinrichtung (1), insbesondere einem auf einer ortfesten Achse (8) der Kraftspeichereinrichtung (1) drehbar gelagerten Hebelarm (9), in Verbindung steht.
Auslösevorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (4.1) unmittelbar oder über einen zwischengeschalteten dritten drehbar gelagerten Hebel (4.3) an einem zweiten drehbar gelagerten Hebel (4.2) des Sperrelementes (4) angreift, der wiederum unmittelbar mechanisch an einem Hebelarm (9), der insbesondere drehbar auf einer ortfesten Achse (8) der Kraftspeichereinrichtung (1) gelagert ist, angreift.
Auslösevorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Hebel (4.1) durch ein Federelement, insbesondere eine Druckfeder (10), in seiner Raststellung, in welcher er den zweiten Hebel (4.1) gegen Verdrehen blockiert, gehalten wird, und der zweite Hebel (4.2) durch ein Federelement, insbesondere eine Druckfeder (11) aus seiner Raststellung, in welcher er den Hebelarm (9) gegen Verdrehen blockiert, gedrückt wird.
Auslösevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftspeichereinrichtung (1) eine ortsfeste Achse (8) mit einem drehbar darauf gelagerten Hebelarm (9) und eine Spiralfeder (12) umfasst, wobei die Spiralfeder (12) mit ihrem radial inneren Ende wenigstens in Umfangsrichtung starr an der Achse (8) angeschlossen ist, mit ihrem radial äußeren Ende wenigstens in Umfangsrichtung starr an dem Hebelarm (9) angeschlossen ist und in ihrem gespannten Zustand ein Drehmoment in eine erste Drehrichtung, die Auslöserichtung, auf den Hebelarm (9) ausübt, und über eine Drehbewegung des Hebelarms (9) in einer zweiten, der ersten Drehrichtung entgegengesetzten Drehrichtung spannbar ist.
Auslösevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Hebel (4.1) und dem zweiten Hebel (4.2) ein dritter drehbar gelagerte Hebel (4.3) geschaltet ist, und mit einem ersten Ende an dem ersten Hebel (4.1) und einem zweiten Ende an dem zweiten Hebel (4.2) unmittelbar angreift, wobei der dritte Hebel (4.3) frei von einem angeschlossenen Federelement und abgesehen von der Wirkung der angreifenden ersten und zweiten Hebel (4.1, 4.2) frei drehbar ist.
Auslösevorrichtung gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebelarm (9) über einen Anstellhebel (13) an einem Scharnierhebel (14) einer Motorhaube (20) angreift, wobei insbesondere der Hebelarm (9) drehbar mit dem Anstellhebel (13) und der Anstellhebel (13) drehbar mit dem Scharnierhebel (14) verbunden ist.
Auslösevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftspeichereinrichtung (1) eine Mitnehmerscheibe (15) aufweist, die insbesondere drehbar auf der Achse (8) gelagert ist, und der Elektromotor (3) über ein Getriebe (16) in einer, insbesondere ständigen, Triebverbindung mit der Mitnehmerscheibe (15) steht, um diese zum Spannen der Kraftspeichereinrichtung (1) durch Drehen des Hebelarms (9) mittels der Mitnehmerscheibe (15) entgegen der Auslöserichtung zu drehen.
Auslösevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dämpfungseinrichtung (17) vorgesehen ist, welche die Drehbewegung des Hebelarms (9) in der Auslöserichtung elastisch begrenzt, insbesondere durch einen unmittelbaren mechanischen Eingriff mit dem Hebelarm (9).
Auslösevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Triebverbindung zwischen dem Elektromotor (3) und der Mitnehmerscheibe (15) ein derart großes Mindestspiel vorgesehen ist, dass eine Drehung des Schaltnockens (6) zum Auslösen der Kraftspeichereinrichtung (1) in einem Winkelbereich erfolgt, der frei von einer Spielüberbrückung dieses Spiels ist.