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Die
Erfindung betrifft einen Mechanismus zum Öffnen und Schließen
einer Klappe der Karosserie eines Kraftfahrzeuges, insbesondere
einer Kofferraumklappe, wobei die Klappe zwischen einer Schließ-
und einer Öffnungsposition verfahrbar, d. h. beweglich,
angeordnet ist. Ebenfalls betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug
umfassende eine Klappe mit wenigstens einem entsprechenden Mechanismus.
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Ein
derartiger Mechanismus ist aus der
DE 202 20 821 U1 bekannt. Hier wird der Mechanismus jeweils
durch ein Paar von Armen gebildet, die jeweils mit einem Ende an
einer karosseriefesten Achse und mit dem anderen Ende an einer mit
der Klappe verbundenen Achse angreifen. Die effektive Länge
dieser zwei Arme, also der Abstand zwischen ihren beiden Achsen,
ist dabei gleich, und auch der Abstand zwischen den klappenseitigen
Achsen einerseits und den karosserieseitigen Achschen andererseits
ist jeweils gleich groß, damit die Klappe beim Öffnen
und Schließen ihre Orientierung beibehält.
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Die
DE 10 2004 058 114
A1 stellt eine Gelenksanordnung mit einem klappenfesten
Lenker vor, die eine Öffnungsschwenkung einer Klappe der
Karosserie eines Kraftfahrzeuges ermöglicht.
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Die
EP 1 134 104 A1 schlägt
ein Mechanismus zum Öffnen und Schließen einer
faltbaren Klappe einer Karosserie eines Kraftfahrzeuges vor. Dieser
Mechanismus erlaubt im Wesentlichen ein lineares Verfahren der Klappe.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Mechanismus zum Öffnen
und Schließen einer Klappe, insbesondere einer Kofferraumklappe,
eines Kraftfahrzeuges anzugeben, der eine bequeme Bedienung durch
einen Benutzer erlaubt; sowie ein entsprechendes Kraftfahrzeug.
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Die
Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der Ansprüche
1 bzw. 9. Die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung.
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Erfindungsgemäß ist
vorgesehen, dass der Mechanismus derart ausgebildet ist, dass die
Klappe in einem ersten Schritt, ausgehend von der Schließposition,
im Wesentlichen linear z. B. nach oben verschoben wird, das heißt,
eine Translationsbewegung durchführt, und in einem zweiten,
unmittelbar anschließenden Schritt die Klappe dann im Wesentlichen
in die Öffnungsposition aufgeschwenkt wird, d. h. eine
Rotationsbewegung durchführt. Das Schließen einer
Klappe erfolgt entsprechend anders herum. Anders ausgedrückt
lässt sich der Bewegungsablauf des erfindungsgemäßen
Mechanismus in zwei unmittelbar nacheinander durchgeführte
Teilbewegungen unterteilen. Dabei bedeutet unmittelbar, dass keine
Umschaltung o. a. notwendig ist, sondern eine einheitliche Gesamtbewegung
vorliegt. Dies ermöglicht die Darstellung einer besonders
komfortablen Öffnung bzw. Schließung der durch
den Mechanismus angesteuerten Klappe, insbesondere Kofferraumklappe,
durch eine einzige Gesamtbewegung. Indem die Kofferraumklappe zum
Beginn im Wesentlichen nach oben verschoben wird, schwenkt sie also bei
der Öffnungsbewegung anfangs nicht nach hinten aus. Damit
muss der Benutzer nicht vom Kraftfahrzeuges zurücktreten
bzw. das Fahrzeug kann relativ nahe an einer Wand abgestellt sein.
Wenn die Kofferraumklappe eine entsprechende Zwischenposition erreicht
hat, führt sie unmittelbar anschließend im Wesentlichen
eine Rotationsbewegung durch. Damit weist die Kofferraumklappe am
Ende der Öffnungsbewegung eine Stellung auf, bei der sie
annähernd waagerecht stehen kann. Dies ermöglicht
dann eine genügend große Stehhöhe für
den Benutzer unter der Kofferraumklappe bzw. eine einfache Nutzung des
durch die Kofferraumklappe verschließbaren Raums. Des Weiteren
ragt die Klappe während des gesamten Bewegungsablaufs nie
weit über das Kraftfahrzeug hinaus und kann somit auch
unter relativ beengten Verhältnissen geöffnet
und geschlossen werden.
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Die
bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass
der Mechanismus als Viergelenk ausgeführt ist, umfassend
vier jeweils gelenkig miteinander verbundene Arme, wobei wenigstens
ein klappenfester Punkt und ein karosseriefestes Gelenk am Mechanismus
vorgesehen sind. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass alle vier
Arme die gleiche Länge aufweisen, wobei in der Schließposition der
Klappe beim Mechanismus der Winkel zwischen zwei Armpaaren als spitzer
Winkel und der Winkel zwischen zwei anderen Armpaaren als stumpfer
Winkel vorgesehen und in der Öffnungsposition der Klappe
beim Mechanismus der Winkel zwischen sämtlichen Armpaaren
in etwa als rechter Winkel vorgesehen ist. Damit ergibt sich eine
besonders einfache Konstruktion der Erfindung, ähnlich
wie ein Pantograph-Scharnier. Dieser Mechanismus ermöglicht beim
Durchfahren von der Anfangs- in die Endposition den entsprechenden
Bewegungsablauf, bestehend aus einer translatorischen Bewegung mit
einer sich unmittelbar anschließenden Drehbewegung. Dies
beruht darauf, dass das Viergelenk zunächst „aufgeklappt"
wird, d. h. die zwei spitzen und die zwei stumpfen Winkel jeweils
in etwa rechte Winkel überführt werden (translatorische
Teilbewegung) und unmittelbar anschließend das aufgeklappte
Viergelenk um den karosseriefesten Punkt geschwenkt wird (rotatorische
Teilbewegung). Mithin ergibt diese mechanisch einfache Konstruktion
den gewünschten zusammengesetzten Bewegungsablauf als eine
einheitliche Gesamtbewegung.
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Mit
Vorteil wird vorgeschlagen, wenigstens ein Gelenk des Viergelenks
klappenfest auszuführen. Hierzu wird das Gelenk durch geeignete
Mittel an der Klappe angelenkt, womit die durch dieses Gelenk miteinander
verbundenen Arme nicht mehr relativ zur Klappe verschiebbar, sondern
nur noch zur Klappe drehbar angeordnet sind und damit die Bewegung
der Klappe entsprechend der Bewegung des Viergelenks sichergestellt
ist. Abhängig von der Konstellation der Klappe kann alternativ
dazu auch ein Arm des Viergelenks klappenfest ausgeführt
sein. Damit sind die an diesem Arm vorgesehenen Gelenke und somit
auch die angelenkten Arme nicht mehr relativ zur Klappe verschiebbar,
sondern nur noch zur Klappe drehbar angeordnet und damit die Bewegung der
Klappe entsprechend der Bewegung des Viergelenks sichergestellt.
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Zum
Antrieb des erfindungsgemäßen Viergelenks wird
vorzugsweise ein Zug-/Druckzylinder zwischen Klappe und Karosserie
vorgesehen. Dies ermöglicht einen einfachen und wartungsfreien
Antrieb des Viergelenks, zum bequemen Öffnen und Schließen
der Klappe. Alternativ oder zusätzlich können
weiter Antriebe vorgesehen sein. Insbesondere ist der Antrieb bzw.
der Zug-/Druckzylinder dabei derart angeordnet, dass er mit seinem
einen Ende an einem klappenfesten Punkt und mit seinem anderen Ende
an einem von dem oder den karosseriefesten Punkten des Viergelenks
beabstandeten Punkt der Karosserie angreift. Es ergibt sich dann
in besonders einfacher Weise der gewünschte Bewegungsablauf beim Öffnen
bzw. Schließen der Klappe.
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Als
Antriebe des Viergelenks können alternativ oder zusätzlich
ein Rotationsantrieb und/oder ein Hubelement zwischen zwei nicht
benachbarten Gelenken des Viergelenks vorgesehen sein. Hiermit ergibt
sich eine Unterstützung der Öffnung- bzw. Schließbewegung
der Klappe.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung ist eine teleskopische Betätigungsstange
vorgesehen, insbesondere anstelle des Zug/Druckzylinders, zur Bereitstellung
eines zusätzlichen Hubs.
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Ein
Kraftfahrzeug umfassend eine karosserieseitige Klappe, insbesondere
eine Kofferraumklappe, wobei die Klappe zwischen einer Schließ-
und einer Öffnungsposition schwenkbar angeordnet ist, weist
vorzugsweise zwei jeweils an den seitlichen Klappenenden vorgesehene
erfindungsgemäße Mechanismen zum bequemen Öffnen
und Schließen der Klappe durch einen Benutzer auf.
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Die
Erfindung wird nun anhand einer Zeichnung beschrieben. Dabei zeigen
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1 eine
erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Mechanismus; und
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2 den
Bewegungsablauf, den der erfindungsgemäße Mechanismus
gemäß Ausführungsform 1, ausgehend von
der Schließ- in die Öffnungsposition der Klappe,
vollführt;
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3 eine
zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Mechanismus; und
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4 den
Bewegungsablauf, den der erfindungsgemäße Mechanismus
gemäß Ausführungsform 2, ausgehend von
der Schließ- in die Öffnungsposition der Klappe,
vollführt.
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Die
beiden nachfolgend dargestellten Ausführungsformen der
Erfindung sind in Teilen identisch und werden deshalb dort mit den
gleichen Bezugszeichen versehen, wo identische Elemente vorliegen.
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Der
erfindungsgemäße Mechanismus 1 zum Öffnen
und Schließen einer Klappe der Karosserie eines Kraftfahrzeuges
umfasst in beiden Ausführungsformen jeweils vier Arme 11, 12, 13, 14.
Diese vier Arme sind jeweils gelenkig miteinander verbunden, was
durch einen kleinen Kreis im jeweiligen Überschneidungsbereich
visualisiert wird. Das Viergelenk umfassend die Arme 11, 12, 13, 14 weist
in beiden Ausführungsformen jeweils zwei klappenfeste Punkte 51, 52 auf.
Dadurch ist jeweils der Arm 13 des Viergelenks jeweils
mit der Klappe verbunden und damit die Bewegung der Klappe entsprechend
der Bewegung des Arms 13 sichergestellt. Der Mechanismus 1 wird
in beiden Ausführungsformen jeweils angetrieben durch einen
Hub-/Druckzylinder 15, der sich zwischen einem karosseriefesten
Punkt 31 und einem Gelenk B des Viergelenks erstreckt.
Der karosseriefeste Punkt 31 ist dabei kein Teil des Viergelenks, sondern
lediglich ein Endpunkt des Zug-/Druckzylinders 15.
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Im
Folgenden soll speziell auf die beiden unterschiedlichen Ausführungsformen
der Erfindung gem. 1, 2 sowie 3, 4 eingegangen werden.
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In 1 ist
die Anordnung der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Mechanismus 1 in Bezug auf die Klappe 5 der Karosserie
eines Kraftfahrzeuges visualisiert. Neben dem Zug-/Druckzylinder 15 ist
als Antrieb hier ein Rotationsantrieb 21 vorgesehen, der
an der Klappeninnenseite befestigt ist. Der Zug-/Druckzylinder 15 und
der Rotationsantrieb 21 bewirken gemeinsam den Antrieb
des Viergelenks 11, 12, 13, 14.
Die Gelenke A, B sind als klappenfeste Punkte 52, 51 ausgeführt.
Damit ist der zwischen diesen Gelenken angeordnete Arm 13 nur noch
zusammen mit der Klappe verfahrbar und damit die Bewegung der Klappe 5 entsprechend
der des Arms 13 sichergestellt.
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Der
Bewegungsablauf der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Mechanismus 1 ist in 2 visualisiert.
Besonders gekennzeichnet sind dabei die Gelenke A, B des Viergelenks
die auch die klappenfesten Punkte 52, 51 darstellen.
Damit wird also durch die Lage der Gelenke A, B die Lage der Klappe
während des gesamten Bewegungsablaufs von der Schließ-
zur Öffnungsposition der Klappe dargestellt. Zur besseren
Veranschaulichung sind die Gelenke A, B auch in 1 eingezeichnet.
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Die
erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Mechanismus 1 durchläuft einen Bewegungsablauf
zwischen der Schließposition der Klappe 5 der
Karosserie eines Kraftfahrzeuges gemäß 2a) und der Öffnungsposition
dieser Klappe 5 gemäß 2e).
Das Viergelenk 11, 12, 13, 14 wird dabei,
angetrieben durch den Zug-/Druckzylinder 15 und den Rotationsantrieb 21,
aus der Position gemäß 2a)
in die Position gemäß 2e)
gebracht. In der Position gemäß 2a),
also der Schließstellung der Klappe, bilden zwei der Arme
des Viergelenks einen spitzen Winkel und die anderen beiden Arme
jeweils einen stumpfen Winkel zueinander. Im ersten Teil des Gesamtbewegungsablaufs,
dargestellt durch 2a) bis 2d), erfährt der Arm 13 zwischen den
Gelenken A, B eine im Wesentlichen translatorische Bewegung. Dies
beruht auf dem Auffalten des Viergelenks, bei dem die zwei spitzen
und die zwei stumpfen Winkel gemäß 2a) jeweils in etwa rechte Winkel gemäß 2d) überführt werden.
Dabei wird der Arm 13 zwischen den Gelenken A, B und damit
die an ihm befestigte Klappe 5 im Wesentlichen linear verschoben
(Translationsbewegung). Nach dem Erreichen der Position gemäß 2d) erfolgt unmittelbar anschließend
durch den weiteren Antrieb des Zug-/Druckzylinders 15 und
des Rotationsantriebs 21 im Wesentlichen eine Rotationsbewegung zur
in 2e) dargestellten Position. Durch
die Rotation um das in 1 dargestellte, karosseriefeste Gelenk 32 des
Viergelenks erfolgt ein Aufschwenken der zwischen A und B vorgesehenen
Klappe 5. Dieser Bewegungsablauf, bestehend aus zwei unmittelbar
nacheinander durchgeführten Teilbewegungen, erfordert keinerlei
Umschaltung o. a. sondern der Antrieb des Viergelenks durch den
Zug-/Druckzylinder 15 und den Rotationsantriebs 21 bleibt
während des gesamten Bewegungsablaufs gleich. Lediglich
durch die spezielle Gestaltung des Viergelenks 11, 12, 13, 14 ergibt
sich also das gewünschte Unterteilung der einheitlichen
Gesamtbewegung in eine im Wesentlichen translatorische erste Teilbewegung
und eine unmittelbar anschließende im Wesentlichen rotatorische
Teilbewegung.
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Der
Arm 13 zwischen den Gelenken A, B und damit die an ihm
befestigte Klappe 5 wird also zunächst gemäß 2a) bis 2d)
emporgehoben (Translationsbewegung) und erst anschließend
aufgeschwenkt in die Öffnungsposition gemäß 2e). Damit eine genügend große
Stehhöhe unter der Klappe, ohne dass ein Zurücktreten
von der Klappe während des Öffnungsvorganges notwendig
wäre.
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Eine
zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Mechanismus 1 ist in 3 und 4 dargestellt.
Dabei sind gemäß 3 Befestigungspunkte 51 und 52 zur
Befestigung des Arms 13 an der Klappe vorgesehen. Als zusätzlichen
Antrieb umfasst diese Ausführungsform noch ein Hubelement 16.
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In 4 ist
der Bewegungsablauf der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Mechanismus 1 bei der Bewegung aus der Schließposition
der Klappe gemäß 4a)
in eine Öffnungsposition dieser Klappe gemäß 4e) visualisiert. Hierbei wirken der Zug-/Druckzylinder 15 und
das Hubelement 16 beim Antrieb der erfindungsgemäßen
Mechanismus 1 zusammen. Auch hier bilden in der Schließposition
der Klappe gemäß 4a)
zwei der Armpaare einen spitzen Winkel und zwei andere Armpaare
jeweils einen stumpfen Winkel miteinander. Durch den Antrieb durch
das Zug-/Druckzylinder 15 und das Hubelement 16 durchläuft
die zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mechanismus 1 nun
die Schritte des Bewegungsablaufs gem. 4a),
der Schließposition der Klappe, bis 4e), der Öffnungsposition
der Klappe.
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Wiederum
ist der Bewegungsablauf zwischen der Schließposition und
der Öffnungsposition aufgeteilt in eine erste Teilbewegung,
visualisiert durch 4a) bis 4c), in der im Wesentlichen eine Translationsbewegung
der Klappe erfolgt, und eine zweite Teilbewegung, in der eine Rotationsbewegung
der Klappe erfolgt. Die Klappe ist wiederum zwischen den Gelenken
A und B vorgesehen, in dieser Ausführungsform mittels der
Befestigungspunkte 51 und 52 am Arm 13 gemäß 3.
Nachdem das Viergelenk, angetrieben durch das Zug-/Druckzylinder 15 und
das Hubelement 16, eine im Wesentlichen rechteckige Form
angenommen hat, 4c), erfolgt nun der
Rotationsanteil der Bewegung gem. 4d) und 4e). Hierbei ist wiederum eine Rotation
um den karosseriefesten Gelenkpunkt 32 aus 3 des erfindungsgemäßen
Mechanismus 1 vorgesehen, wobei der Arm 13 zwischen
den Positionen A und B im Wesentlichen eine Drehung um 90° um
diesen Rotationspunkt vollführen. Damit vollführt
ebenfalls die zwischen A und B vorgesehene Klappe des Kraftfahrzeuges
eine entsprechende Rotationsbewegung. Auch hier ergibt sich damit
ein Bewegungsablauf zwischen der Schließ- und der Öffnungsposition
der Klappe, bei der die Klappe nicht nach hinten ausschwenkt bei
gleichzeitiger Bereitstellung einer Öffnungsstellung der
Klappe, die eine genügend große Stehhöhe
bereitstellt.
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Der
Rotationswinkel der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
das heißt, die Höhe der geöffneten Klappe
in der Öffnungsstellung, kann noch vergrößert werden.
Dazu wird beispielsweise der Hub des Zug-/Druckzylinders 15 vergrößert.
Dies kann erreicht werden, indem der karosseriefeste Punkt 31, an
dem der Zug-/Druckzylinder karosserieseitig befestigt ist, entsprechend
weiter von dem Viergelenk beabstandet wird. Eine Alternative bzw.
zusätzliche Möglichkeit stellt der Einsatz einer
teleskopischen Betätigungsstange dar.
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Die
dargestellten Antriebe der Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung sind dabei nur beispielhaft zu verstehen und können
auch auf andere Weise realisiert sein. Natürlich ist der
Einsatz der Erfindung dabei auch bei weiteren Klappen am Kraftfahrzeug
und nicht nur bei der Heckklappe möglich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 20220821
U1 [0002]
- - DE 102004058114 A1 [0003]
- - EP 1134104 A1 [0004]