DE102007026230A1 - Antrieb zum Verschwenken einer an einer Karosserie eines Fahrzeugs angeordneten Klappe - Google Patents

Antrieb zum Verschwenken einer an einer Karosserie eines Fahrzeugs angeordneten Klappe Download PDF

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Abstract

Vorrichtung zum Verschwenken einer um eine Schwenkachse schwenkbaren Klappe (4), insbesondere eines pe (4) angeordneten ersten Betätigungseinrichtung (10) und einer an der gegenüberliegenden Seite der Klappe (4) angeordneten zweiten Betätigungseinrichtung (13), wobei in einem ersten Abschnitt des Klappenverstellweges die beiden Betätigungseinrichtungen (10, 13) im Wesentlichen gleiche und in einem zweiten Abschnitt des Klappenverstellweges im Wesentlichen unterschiedliche Antriebskräfte aufweisen.

Description

  • Vorrichtung zum Verschwenken einer um eine Schwenkachse schwenkbaren Klappe, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einer an einer Seite der Klappe angeordneten ersten Betätigungseinrichtung und einer an der gegenüberliegenden Seite der Klappe angeordneten zweiten Betätigungseinrichtung.
  • Derartige Vorrichtungen finden seit sehr vielen Jahren in der Automobilindustrie ihre Anwendung. Die Klappen, insbesondere die Heckklappen für automobile Anwendungen werden kraftunterstützt vorzugsweise mit Zug-Druck- oder Gasfedern ausgestattet. Neben der Kraftunterstützung, die ein komfortables Anheben und Schließen der Heckklappe ermöglicht, wird mit der Gasfeder bzw. dem Gasdämpfer auch eine Geschwindigkeitssteuerung und Dämpfungsunterstützung bereitgestellt.
  • Werden bei Heckklappenanwendungen gleichzeitig Zugfedern zur Kraftunterstützung (Energiespeicher) und Gasfedern bzw. Gasdämpfer zur Steuerung der Öffnungsbewegung verwendet, wirken diese Elemente gegeneinander. Dabei ist die resultierende Kraft auf das Scharnier die Differenz zwischen Zugfederkraft und Dämpferkraft. In einer Heckklappenanwendung werden vorzugsweise 2 Federn verwendet, eine pro Scharnierseite. Zur Dämpfung reicht eine Gasfeder bzw. ein Dämpfer aus. Das bedeutet, dass auf eine Scharnierseite die Zugfederkräfte abzüglich der Dämpferkräfte wirken und auf die andere Scharnierseite nur die Zugfederkräfte. Diese unterschiedlichen Wirkkräfte auf die Scharniere verursachen einen Verzug der Heckklappe, was bei geschlossener Heckklappe dazu führt, dass die Fugenmaße unterschiedlich sind.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, unter Vermeidung der vorstehend erörterten Nachteile, eine kostengünstige Vorrichtung zum Verschwenken einer Klappe vorzuschlagen, die sicherstellt, dass sich bei geschlossener Klappe ein homogenes Fugenbild ergibt und der Verschleiß an den Scharnieren reduziert wird.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in einem ersten Abschnitt des Klappenverstellweges die beiden Betätigungseinrichtungen im Wesentlichen gleiche und in einem zweiten Abschnitt des Klappenverstellweges im Wesentlichen unterschiedliche Antriebskräfte aufweisen.
  • Dabei kann der erste Abschnitt des Klappenverstellweges einem Bereich entsprechen, der im Wesentlichen dem Klappenverstellweg bei geschlossener Klappe entspricht.
  • Alternativ kann sich der erste Abschnitt des Klappenverstellweges bis in einen Bereich erstrecken, der dem Klappenverstellweg bei im Wesentlichen vollständig geöffneter Klappe entspricht.
  • Es ist vorgesehen, dass die Betätigungseinrichtungen jeweils eine Federeinrichtung umfassen.
  • Es ist vorgesehen, dass eine der Betätigungseinrichtungen eine Federeinrichtung mit einer Zugkraft und ein Kolben-Zylinderaggregat mit einer Druckkraft umfasst.
  • Vorzugsweise umfasst das Kolben-Zylinderaggregat eine Gasfeder.
  • Alternativ kann das Kolben-Zylinderaggregat einen Dämpfer umfassen, wobei der Dämpfer auch eine Ausschubkraft bereitstellen kann.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Kolben-Zylinderaggregat eine Federeinrichtung auf, die seiner Druckkraft entgegenwirkt.
  • Bevorzugt wirkt die Federeinrichtung des Kolben-Zylinderaggregats in dem Bereich, der dem ersten Abschnitt des Klappenverstellweges entspricht.
  • Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
  • Es zeigt:
  • 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts eines Heckbereichs eines Kraftfahrzeugs mit einer Vorrichtung zum Verschwenken einer Klappe
  • 2 eine der Betätigungseinrichtungen im Schnitt
  • 3 ein Diagramm des Kraftverlaufs über dem Öffnungswinkel der Klappe nach dem Stand der Technik
  • 4 ein Diagramm des Kraftverlaufs über dem Öffnungswinkel der Klappe gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit einer Karosserie 2 und einer einen Kofferraum 3 verschließenden Klappe 4. Die Klappe 4 ist über zwei Schwenkbügel 5 und 6 und zwei an der Karosserie 2 angeordneten Schwenkscharniere 7 und 8 um eine Schwenkachse 9 schwenkbar angelenkt.
  • Eine erste Betätigungseinrichtung 10 ist an einem Ende mit einem Anschlusselement 11 an dem Schwenkbügel 5 und mit einem weiteren an dem dem Anschlusselement 11 gegenüberliegenden Ende der Betätigungseinrichtung 10 angeordneten Anschlusselement 12 innerhalb des Kofferraums 3 an der Karosserie 2 drehbeweglich angeschlagen. Eine zweite Betätigungseinrichtung 13 ist an einem Ende mit einem Anschlusselement 14 an dem Schwenkbügel 6 und mit einem weiteren an dem dem Anschlusselement 14 gegenüberliegenden Ende der Betätigungseinrichtung 13 angeordneten Anschlusselement 15 innerhalb des Kofferraums 3 an der Karosserie 2 drehbeweglich angelenkt.
  • Die erste Betätigungseinrichtung 10 umfasst eine als Schraubenzugfeder ausgebildete Federeinrichtung 16 und ein Kolben-Zylinderaggregat 17, welches von der Federeinrichtung 16 umgeben ist, und die zweite Betätigungseinrichtung 13 umfasst eine Federeinrichtung 18, die vorzugsweise ebenfalls als Schraubenzugfeder ausgebildet ist.
  • Die in 2 dargestellte Betätigungseinrichtung 10 besitzt ein Kolben-Zylinderaggregat 17, das aus einem mit vorzugsweise unter Druck stehendem Fluid gefüllten Zylinder 19, einem den Zylinder 19 in eine erste Arbeitskammer 20 und eine zweite Arbeitskammer 21 unterteilenden Kolben 22 sowie eine an dem Kolben 22 befestigte Kolbenstange 23 besteht, die durch die erste Arbeitskammer 20 und ein Führungs- und Dichtungspaket 24 aus dem Zylinder 19 herausgeführt ist.
  • Das Kolben-Zylinderaggregat 17 weist Drosselvorrichtungen auf, die durch nicht gezeigte Kanäle oder Bohrungen im Kolben 22 und/oder durch eine oder mehrere in axialer Richtung verlaufenden Nuten auf der Innenseite des Zylinders 19 bereitgestellt werden.
  • An dem freien Ende der Kolbenstange 23 ist ein erstes Federaufnahmeteil 25 und an dem dem freien Ende der Kolbenstange 23 entgegengesetzten Ende des Zylinders 19 ein weiteres Federaufnahmeteil 26 angeordnet, über die die Federeinrichtung 16 mit dem Kolben-Zylinderaggregat 17 verbunden wird. Ferner ist am freien Ende der Kolbenstange 23 ein Gewinde 28 und am Ende des Zylinders ein Gewinde 29 ausgebildet, auf welche die in 1 dargestellten Anschlusselemente 11 und 12, die beispielsweise als Kugelpfanne oder Gelenkauge ausgebildet sind, aufgeschraubt werden können.
  • Zwischen dem Führungs- und Dichtungspaket 24 und dem Kolben 22 ist eine Federeinrichtung 27 angeordnet. Die Federeinrichtung 27 umfasst beispielsweise eine Schraubendruckfeder, eine oder mehrere Tellerfedern oder andere federelastische Elemente, die der Druckkraft oder Ausschubkraft des Kolben-Zylinderaggregats 17 entgegenwirkt.
  • 3 zeigt ein Diagramm, in dem die Kraftverläufe über dem Klappenverstellweg dargestellt sind. Die linke Seite des Diagramms, d. h. dort, wo die Federkräfte am geringsten sind, entspricht dem Zustand der geöffneten Klappe 4, die rechte Seite des Diagramms, d. h. dort, wo die Federkräfte am höchsten sind, entspricht dem Zustand der geschlossenen Klappe 4. Die Kraftkurve 30 zeigt den Kraftverlauf des in der ersten Betätigungseinrichtung 10 angeordneten Kolben-Zylinderaggregats 17, Kraftkurve 31 den der ersten Betätigungseinrichtung 10, d. h. Federeinrichtung 16 zusammen mit dem Kolben-Zylinderaggregat 17, und die Kraftkurve 32 den Kraftverlauf der zweiten Betätigungseinrichtung 13. Es ist ersichtlich, dass die Differenz zwischen den Kraftwerten entsprechend den Kraftkurven 32 und 31 den Kraftwerten der Kraftkurve 30 entsprechen.
  • 4 zeigt ein Diagramm, in dem die Kraftverläufe bzw. Kraftkurven 30 und 32 den in 3 dargestellten Kraftkurven mit gleichen Bezugszeichen entsprechen. Kraftkurve 31 zeigt jedoch den Kraftverlauf der ersten Betätigungseinrichtung 10, wobei in dem Kolben-Zylinderaggregat die Federeinrichtung 27 eingebaut ist. Dabei entsprechen die Kraftkurvenabschnitte 31a, 31b und 31c den Kraftverläufen unterschiedlicher Federeinrichtungen 27.
  • Die Federeinrichtung 27, die den Kraftkurvenabschnitt 31b liefert, übt auf den Kolben 22, wenn dieser sich in Richtung des am Zylinder 19 angeordneten Gewindes 29 bewegt, über eine längere Wegstrecke eine Kraft aus als eine Federeinrichtung 27, die den Kraftkurvenabschnitt 31a liefert. Dem entsprechend verhält sich eine Federeinrichtung 27, die den Kraftkurvenabschnitt 31c liefert gegenüber einer Federeinrichtung 27, die einen der Kraftkurvenabschnitte 31a oder 31b bereitstellt.
  • Das Kolben-Zylinderaggregat 17 weist eine Kraft FK auf, die in ausgeschobener Position idealerweise ca. 100–120 N beträgt. Diese Kraft ist notwendig, um die Dichtheit und die Dämpfungseigenschaften zu gewährleisten. Das Kolben-Zylinderaggregat 17 übt seine Kraft FK in gusschiebender Richtung aus, die als Zugfeder ausgebildete Federeinrichtung 16 dagegen, zieht sich mit einer Kraft FZ zusammen, wirkt also ziehend bzw., auf das Kolben-Zylinderaggregat 17 bezogen, einschiebend. Die wirksame Gesamtkraft FG auf der Scharnierseite, an der die Betätigungsvorrichtung 10 angeordnet ist, ist somit um die Kraft FK geringer, als die Kraft FZ auf der Scharnierseite, an der die Betätigungseinrichtung 13 angeordnet ist.
  • Um diesen Einfluss aufzuheben, wird in das Kolben-Zylinderaggregat 17 das Federelement 27 eingebaut, das zwischen dem Führungs- und Dichtungspaket 24 und dem Kolben 22 angeordnet ist. Wird die Heckklappe 4 geschlossen, wird die Betätigungseinrichtung 10 und damit die Federeinrichtung 16 und das integrierte Kolben-Zylinderaggregat 17 gelängt. Die in dem Kolben-Zylinderaggregat 17 integrierte Federeinrichtung 27 wird dabei zusammengedrückt und erzeugt dadurch eine Druckkraft FD auf die der Kolbenstange 23 zugewandten Seite des Kolbens 22, die vorzugsweise genauso groß ist, wie die durch den in dem Kolben-Zylinderaggregat 17 wirkende Ausschubkraft FK an der der Kolbenstange 23 abgewandten Seite des Kolbens 22. Somit wird ein Kräftegleichgewicht in ausgeschobener Position der ersten Betätigungsvorrichtung 10 erzeugt.
  • Die in dem Kolben-Zylinderaggregat 17 integrierte Federeinrichtung 27 wirkt vorzugsweise nur in dem Bereich, in dem das Kolben-Zylinderaggregat 17 ausgeschoben ist. Wird das Kolben-Zylinderaggregat 17 eingeschoben entspannt sich das Federelement 27 und es wirkt die durch den Duck an der der Kolbenstange 23 abgewandten Seite des Kolbens 22 angreifende Kraft FK.
  • Je nach Anwendung, kann aber auch die Kraft FD der Federeinrichtung 27 größer oder kleiner als die durch den im Kolben-Zylinderaggregat 17 erzeugte Ausschubkraft gewählt werden.
  • Ebenso kann die über den Hub des Kolben-Zylinderaggregats 17 wirkende zusätzliche Kraft FD der Federeinrichtung 27 variabel gestaltet werden. Die Kraft FD ist zwar bevorzugt in ausgeschobener Position des Kolben-Zylinderaggregats 17 wirksam, kann aber z. B. zur Erzielung eines konstanten Handkraftniveaus über den gesamten Hub des Kolben-Zylinderaggregats 17 erweitert werden.
    • 1
    Kraftfahrzeug
    2
    Karosserie
    3
    Kofferraum
    4
    Klappe
    5
    Schwenkbügel
    6
    Schwenkbügel
    7
    Schwenkscharnier
    8
    Schwenkscharnier
    9
    Schwenkachse
    10
    erste Betätigungsvorrichtung
    11
    Anschlusselement
    12
    Anschlusselement
    13
    zweite Betätigungsvorrichtung
    14
    Anschlusselement
    15
    Anschlusselement
    16
    Federeinrichtung
    17
    Kolben-Zylinderaggregat
    18
    Federeinrichtung
    19
    Zylinder
    20
    Erste Arbeitskammer
    21
    Zweite Arbeitskammer
    22
    Kolben
    23
    Kolbenstange
    24
    Führungs- und Dichtungspaket
    25
    Federaufnahmeteil
    26
    Federaufnahmeteil
    27
    Federeinrichtung
    28
    Gewinde
    29
    Gewinde
    30
    Kraftkurve
    31
    Kraftkurve
    31a
    Kraftkurvenabschnitt
    31b
    Kraftkurvenabschnitt
    31c
    Kraftkurvenabschnitt
    32
    Kraftkurve

Claims (9)

  1. Vorrichtung zum Verschwenken einer um eine Schwenkachse schwenkbaren Klappe, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einer an einer Seite der Klappe angeordneten ersten Betätigungseinrichtung und einer an der gegenüberliegenden Seite der Klappe angeordneten zweiten Betätigungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Abschnitt des Klappenverstellweges die beiden Betätigungseinrichtungen (10, 13) im Wesentlichen gleiche und in einem zweiten Abschnitt des Klappenverstellweges im Wesentlichen unterschiedliche Antriebskräfte aufweisen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt des Klappenverstellweges einem Bereich entspricht, der im Wesentlichen dem Klappenverstellweg bei geschlossener Klappe entspricht.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste Abschnitt des Klappenverstellweges bis in einen Bereich erstreckt, der dem Klappenverstellweg bei im Wesentlichen vollständig geöffneter Klappe entspricht.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtungen (10, 13) jeweils eine Federeinrichtung (10, 13) umfassen.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Betätigungseinrichtung (10) eine Federeinrichtung (16) mit einer Zugkraft und ein Kolben-Zylinderaggregat (17) mit einer Druckkraft umfasst.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolben-Zylinderaggregat (17) eine Gasfeder umfasst.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolben-Zylinderaggregat (17) einen Dämpfer umfasst.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolben-Zylinderaggregat (17) eine Federeinrichtung (27) aufweist, die seiner Druckkraft entgegenwirkt.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (27) des Kolben-Zylinderaggregats in dem Bereich wirkt, der dem ersten Abschnitt des Klappenverstellweges entspricht.
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