DE102006007111B3

DE102006007111B3 - Vorrichtung mit einem Verschlusselement und einem Grundkörper

Info

Publication number: DE102006007111B3
Application number: DE102006007111A
Authority: DE
Inventors: Patrick Rembold
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2005-12-12
Filing date: 2006-02-16
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2026-02-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem Verschlusselement (1) und einem Grundkörper (2), wobei das Verschlusselement (1) relativ zu dem Grundkörper (2) mittels eines Aktuators (3) in eine Verschlussstellung (A) und in eine geöffnete Stellung (B) klappbar ist und wobei das Verschlusselement (1) in der Verschlussstellung (A) mittels eines Riegels (4) relativ zum Grundkörper (2) verriegelbar ist. Um eine leichte Konstruktion zu erreichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Riegel (4) am einen Ende des Aktuators (3) so angeordnet ist, dass der Riegel (4) bei der Betätigung des Aktuators (3) gegen mindestens eine Kulisse (5, 5', 5'', 5''', 6) bewegt wird, die eine Schwenkbewegung (alpha) des Riegels (4) veranlasst.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem Verschlusselement und einem Grundkörper, wobei das Verschlusselement relativ zu dem Grundkörper mittels eines Aktuators in eine Verschlussstellung und in eine geöffnete Stellung klappbar ist und wobei das Verschlusselement in der Verschlussstellung mittels eines Riegels relativ zum Grundkörper verriegelbar ist.

Beispielsweise im Falle einer Fahrzeugheckklappe werden gattungsgemäße Vorrichtungen eingesetzt, um die Heckklappe bei Bedarf zu Öffnen und zu Schließen, ohne dies händisch tun zu müssen. Hierfür werden Hubzylinder oder ähnliche Aktuatoren eingesetzt, wobei ein Ende des Hubzylinders an der Heckklappe und das andere Ende des Hubzylinders am Fahrzeugchassis gelenkig festgelegt ist. Wird der Hubzylinder betätigt, kann somit die Heckklappe geöffnet bzw. geschlossen werden.

Hierbei wird auch ein Riegelsystem vorgesehen, das die Heckklappe in der geschlossenen Stellung verriegelt. Problematisch ist dabei, dass aufgrund des Einbauraumes der Hubzylinder zumeist parallel zur Längsachse des Fahrzeugs bzw. in sehr spitzem Winkel hierzu angeordnet werden muss. Das hat zur Folge, dass in der Verriegelungs-Endlage vom Hubzylinder eine Kraft aufgebracht werden muss, um die Heckklappe zu verriegeln, die ein Vielfaches der Kraft beträgt, mit der die Heckklappe dann im entriegelten Zustand aufgeklappt wird. Das bedeutet, dass der Hubzylinder entweder sehr stark und damit schwer und teuer dimensioniert werden muss, um auch in der Endlage die benötigten Kräfte aufbringen zu können, oder aber es wird die aus der Praxis bekannte Lösung eingesetzt, ein zweites Bewegungselement vorzusehen, das lediglich die Verriegelung bzw. Entriegelung bewerkstelligt, jedoch nicht an der Auf- bzw. Zuklappbewegung der Heckklappe beteiligt ist.

In beiden Fällen entsteht eine schwere bzw. teure Konstruktion, was entsprechende Nachteile mit sich bringt.

Aus der DE 33 37 202 A1 ist eine Verriegelungseinrichtung für einen Kofferraumdeckel bekannt, bestehend aus einem als Drehfallenschloss mit Schließbolzen ausgebildeten Hauptverschluss, wobei der Schließbolzen während der Schwenkbewegung des Deckels im Schlossbereich in einem Schlitz im Schlossgehäuse geführt ist. Weiterhin weist die Verriegelungseinrichtung einen Nebenverschluss in Form eines gegen die Kraft einer Feder zwischen zwei Grenzlagen drehbar am Schlossgehäuse befestigten Sicherungselements auf. Der Verriegelungsvorgang erfolgt hier unter dem Einfluss der Feder am Schließbolzen und nicht mit einem separaten Aktuator.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass die genannten Nachteile vermieden werden. Die Vorrichtung soll also möglichst leicht ausgebildet sein, und es soll mit nur einem Aktuator sowohl die Öffnungs- und Schließbewegung des Verschlusselements relativ zum Grundkörper vorgenommen werden können, wobei ein zuverlässiges Ver- und Entriegeln sichergestellt sein soll.

Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Riegel der Vorrichtung am einen Ende des Aktuators so angeordnet ist, dass er bei der Betätigung des Aktuators gegen mindestens eine Kulisse bewegt wird, die eine Schwenkbewegung des Riegels veranlasst.

Mit dieser Ausgestaltung wird es möglich, den Aktuator sehr leicht auszubilden, da die genannte Schwenkbewegung des Riegels zum Verriegeln bzw. Entriegeln genutzt wird, was wegen der vorgesehenen Kulissenführung jedoch mit sehr geringen Kräften bewerkstelligt werden kann.

Eine erste Fortbildung der Erfindung sieht vor, dass die Schwenkbewegung des Riegels einen Verschlussbolzen freigibt oder durch diese der Riegel den Verschlussbolzen umgreift. Der Verschlussbolzen kann dabei entweder fest am Grundkörper oder fest am Verschlusselement angeordnet sein.

Es können mindestens zwei Kulissen vorgesehen werden, die den Riegel in eine Öffnungsstellung und in eine Verriegelungsstellung schwenken.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Riegel relativ zu dem Verschlusselement durch einen fest an diesem angeordneten Führungsbolzen geführt wird, wobei der Führungsbolzen in ein Langloch im Riegel eingreift.

In der genannten alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Riegel relativ zu dem Grundkörper durch einen fest an diesem angeordneten Führungsbolzen geführt wird, wobei der Führungsbolzen in ein Langloch im Riegel eingreift.

Die mindestens eine Kulisse kann mindestens eine als schiefe Ebene ausgebildete Rampe aufweisen. Sie kann auch mindestens eine gebogen oder gekrümmt ausgebildete Führungsbahn aufweisen. Der Riegel kann eine der Kulisse entsprechende Gegenführungsbahn haben.

Als Aktuator kommt bevorzugt ein Linearaktuator zum Einsatz. Dabei kann es sich um ein insbesondere pneumatisch oder hydraulisch betriebenes Kolben-Zylinder-System handeln. Der Linearaktuator kann auch als elektromotorisch betriebenes Element ausgebildet sein.

Das erfindungsgemäße Verschlusselement ist gemäß einer sehr bevorzugten Ausführungsform eine Kraftfahrzeugheckklappe, wobei dann der Grundköper Bestandteil eines Kraftfahrzeug-Chassis ist.

Die Erfindung kann aber auch in anderen Bereichen eingesetzt werden. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verschlusselement ein Fenster oder eine Türe, insbesondere eines Kraftfahrzeugs.

Genauso kann das erfindungsgemäße Konzept beispielsweise bei Dachfenstern von Gebäuden vorgesehen werden, die mit einem Aktuator zum Öffnen und Schließen ausgestattet sind.

Mit dem Erfindungsvorschlag wird es möglich, einen leichten und kostengünstigen Aktuator einsetzbar zu machen, der nicht nur das Öffnen und Schließen des Verschlusselements relativ zum Grundkörper bewerkstelligt, sondern auch ein Verriegeln bzw. Entriegeln mit geringen Aktuator-Kräften erlaubt.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 schematisch eine Autoheckklappe mit einer Vorrichtung zum Öffnen und Schließen in geschlossener Stellung,
2 die Darstellung gemäß 1 in geöffneter Stellung der Autoheckklappe,
3 in vergrößerter Darstellung den Riegel der Vorrichtung samt umgebender Bauteile gemäß 1,
4 in vergrößerter Darstellung den Riegel der Vorrichtung samt umgebender Bauteile gemäß 2,
5 eine alternative Ausführungsform der Erfindung in einer Darstellung gemäß 3 und
6 die alternative Ausführungsform nach 5 in der Darstellung gemäß 4.
In den 1 und 2 ist ein als Autoheckklappe ausgebildetes Verschlusselement 1 zu sehen, das relativ zu einem Grundkörper 2 klappbar ist. Der Grundkörper 2 ist dabei ein Teil des Chassis des Autos. In 1 ist die Verschlussstellung A der Autoheckklappe 1 dargestellt, in 2 die geöffnete Stellung B. Das Öffnen und Schließen der Autoheckklappe 1 erfolgt mittels eines Aktuators 3, der hier als pneumatisches Kolben-Zylinder-System ausgebildet ist.
Das eine Ende des Aktuators 3 ist an der Gelenkstelle 15 im Kofferraum des Autos festgelegt, das andere Ende des Aktuators 3 ist an der Gelenkstelle 16 an einem Riegel 4 angelenkt. Der Riegel 4 ist an der Autoheckklappe festgelegt, wobei allerdings – wie gleich zu sehen sein wird – eine gewisse Bewegungsmöglichkeit des Riegels 4 relativ zur Heckklappe 1 besteht. Jedenfalls kann durch Auseinanderfahren der beiden Gelenkpunkte 15 und 16 in Verschieberichtung x bei der Betätigung des Aktuators 3 die Heckklappe 1 geöffnet werden, wie aus der Zusammenschau der beiden 1 und 2 hervorgeht.
Ortsfest zum Chassis des Autos ist ein Verschlussbolzen 7 angeordnet, in den der Riegel 4 eingreifen kann, um so die Heckklappe 1 relativ zum Chassis 2 zu verriegeln.
Der Riegel 4 ist auf einem Trägerelement 17 so angeordnet, dass er sich relativ zu diesem in Verschieberichtung x bewegen kann. Dabei ist der Riegel 4 mittels eines Führungsbolzens 8 gelagert, wobei dieser in ein Langloch 9 im Riegel 4 eingreift. Der Führungsbolzen 8 ist relativ zur Heckklappe 1 ortsfest.
Bei der Verschiebebewegung (Öffnungsbewegung) gelangt das vordere Ende des Riegels 4 an eine Kulisse 5, die eine rampenförmige Kontur aufweist. Hierdurch wird der Riegel 4 bei der Betätigung des Aktuators 3 nicht nur translatorisch bewegt, er wird auch einer Schwenkbewegung unterzogen, die mit α (s. 3, 4) gekennzeichnet ist. Das gilt auch mit Blick darauf, dass eine weitere Kulisse 5' auf dem Trägerelement 17 angeordnet ist, die mit einer entsprechenden Gegenführungsbahn 13 des Riegels 4 (s. 4) zusammenwirkt und so für eine gezielte Verschwenkung des Riegels 4 sorgt.
Die erste Strecke des Auseinanderfahrens des Aktuators in Verschieberichtung x hat somit zur Folge, dass der Riegel 4 die Schwenkbewegung α ausführt, so dass er in seine Öffnungsstellung C (s. 4) gelangt und den Verschlussbolzen 7 freigibt, so dass die Heckklappe 1 geöffnet werden kann, was durch die weitere Verfahrbewegung des Aktuators 3 erfolgt.
Die Kulisse 5' und die Gegenführungsbahn 13 sind so ausgebildet, dass nach dem Entriegeln der Riegel 4 in der in 2 gezeigten Position zu liegen kommt (Öffnungsstellung C), wodurch das Öffnen der Heckklappe 1 problemlos und mit geringer Kraft möglich ist.
Zum Schließen wird der Aktuator 3 wieder zusammengezogen, so dass sich die Heckklappe 1 schließt. Aufgrund der Reibung in den Gelenken bzw. Lagerungen des Riegels 4 relativ zum Trägerelement 17 verbleibt der Riegel 4 dabei in der in 2 dargestellten Position. Erst wenn die Klappe 1 geschlossen ist und der Aktuator 3 den Abstand der Gelenkpunkte 15 und 16 weiter verkürzt, wird der Riegel 4 von der in 2 dargestellten Position in diejenige gemäß 1, also in seine Verriegelungsstellung D, zurückbewegt. Damit dies mit möglichst geringen Kräften möglich ist, befindet sich eine weitere Kulisse 6 auf dem Trägerelement 17, die mit einer Gegenführungsbahn 14 des Riegels 4 zusammenwirkt (s. 4). Der Riegel 4 wird somit ohne große Kraftbeaufschlagung durch den Aktuator 3 in die in 1 dargestellte Stellung zurückgezogen.
Wie es am besten in den 3 und 4 zu sehen ist, weist die Kulisse 5 eine Rampe 10 auf, während die Kulissen 5' bzw. 6 im Ausführungsbeispiel mehrere Rampen bzw. Rampenabschnitte 11, 11', 11'' bzw. 12, 12', 12'' haben. Der Riegel 4 hat die entsprechenden Gegenführungsbahnen 13 und 14. Genauso können aber auch gebogene bzw. gekrümmte Verläufe für die Kulissen 5, 5', 6 vorgesehen werden.
Eine alternative Ausführungsform ist in den 5 und 6 zu sehen. Hier liegt insofern eine kinematische Umkehr vor, als dass der Verschlussbolzen 7 an der – nicht dargestellten – Heckklappe 1 ortsfest angeordnet ist und der Riegel 4 mit dem Grundkörper 2 (Chassis) verbunden ist. Allerdings ist dies auch hier wieder so der Fall, dass der Riegel 4 die geringfügige translatorische Bewegung aufgrund seines Langlochs 9 und im übrigen die Verschwenkung α ausführen kann. Die Kulisse 5'' und 5''' wird hier durch das Langloch 9 einerseits und die Ausformung des Riegels 4 an seiner Kontaktstelle zum Trägerelement 17 realisiert, das hier mit dem Chassis verbunden ist. Ansonsten entspricht die Funktionsweise der Lösung gemäß der 5 und 6 derjenigen gemäß der 1 bis 4.
Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag findet also ein zweistufiger Bewegungsprozess mit nur einem Aktuator statt. Beim Öffnen wird zunächst der Riegel in die entriegelte Stellung geschwenkt; anschließend erfolgt das Öffnen des Verschlusselements 1 relativ zum Grundkörper 2. Beim Schließen findet zunächst das Zuklappen des Verschlusselements 1 relativ zum Grundkörper 2 statt, worauf sich das Verschwenken des Riegels anschließt, um das Verschlusselement 1 relativ zum Grundkörper 2 zu verriegeln.
Der Aktuator 3 kann gegebenenfalls auch an beiden Enden mit einem Riegelsystem versehen sein bzw. mit einem solchen in Verbindung stehen.

1: Verschlusselement
2: Grundkörper
3: Aktuator
4: Riegel
5: Kulisse
5': Kulisse
5'': Kulisse
5''': Kulisse
6: Kulisse
7: Verschlussbolzen
8: Führungsbolzen
9: Langloch
10: Rampe
11: Rampe
11': Rampe
11'': Rampe
12: Rampe
12': Rampe
12'': Rampe
13: Gegenführungsbahn
14: Gegenführungsbahn
15: Gelenkstelle
16: Gelenkstelle
17: Trägerelement
A: Verschlussstellung
B: geöffnete Stellung
C: Öffnungsstellung
D: Verriegelungsstellung
α: Schwenkbewegung
x: Verschieberichtung

Claims

Vorrichtung mit einem Verschlusselement (1) und einem Grundkörper (2), wobei das Verschlusselement (1) relativ zu dem Grundkörper (2) mittels eines Aktuators (3) in eine Verschlussstellung (A) und in eine geöffnete Stellung (B) klappbar ist und wobei das Verschlusselement (1) in der Verschlussstellung (A) mittels eines Riegels (4) relativ zum Grundkörper (2) verriegelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Riegel (4) an dem Aktuator (3) so angeordnet ist, dass der Riegel (4) bei der Betätigung des Aktuators (3) gegen mindestens eine Kulisse (5, 5', 5'', 5''', 6) bewegt wird, die eine Schwenkbewegung (α) des Riegels (4) veranlasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkbewegung (α) des Riegels (4) einen Verschlussbolzen (7) freigibt oder durch diese der Riegel (4) den Verschlussbolzen (7) umgreift.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlussbolzen (7) fest am Grundkörper (2) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlussbolzen (7) fest am Verschlusselement (1) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Kulissen (5, 5', 5'', 5''', 6) vorgesehen sind, die den Riegel (4) in eine Öffnungsstellung (C) und in eine Verriegelungsstellung (D) schwenken.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Riegel (4) relativ zu dem Verschlusselement (1) durch einen fest am Verschlusselement (1) angeordneten Führungsbolzen (8) geführt wird, wobei der Führungsbolzen (8) in ein Langloch (9) im Riegel (4) eingreift.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Riegel (4) relativ zu dem Grundkörper (2) durch einen fest am Grundkörper (2) angeordneten Führungsbolzen (8) geführt wird, wobei der Führungsbolzen (8) in ein Langloch (9) im Riegel (4) eingreift.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kulisse (5, 5', 5'', 5''', 6) mindestens eine als schiefe Ebene ausgebildete Rampe (10, 11, 11', 11'', 12, 12', 12'') aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kulisse (5, 5', 5'', 5''', 6) mindestens eine gebogen oder gekrümmt ausgebildete Führungsbahn aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Riegel (4) mindestens eine der mindestens einen Kulisse (5, 5', 5'', 5''', 6) entsprechende Gegenführungsbahn (13, 14) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator ein Linearaktuator ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearaktuator ein insbesondere pneumatisch oder hydraulisch betriebenes Kolben-Zylinder-System ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearaktuator ein elektromotorisch betriebenes Element ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (1) eine Kraftfahrzeugheckklappe und der Grundköper (2) Bestandteil eines Kraftfahrzeug-Chassis ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (1) ein Fenster oder eine Türe, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, ist.