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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschwenken eines beweglichen
Fahrzeugteils gegenüber
einem Fahrzeugstrukturelement um eine Schwenkachse gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Eine
derartige Vorrichtung ist aus der Druckschrift
DE 102 22 298 A1 bekannt
und dient zum Verschwenken einer Fahrzeugtür oder Fahrzeugklappe um eine
Schwenkachse. Diese Vorrichtung umfasst einen Scharnierbügel, der über ein
Schwenklager an einem Haltebügel
schwenkbar gelagert ist, der mit der Fahrzeugkarosserie verbunden
ist. Ein Antriebsmotor wirkt über
eine Antriebswelle auf einen Bolzen, der das Schwenklager durchgreift
und drehfest mit dem Scharnierbügel
verbunden ist. Der Antriebsmotor ist mit der Fahrzeugkarosserie
verbunden und so drehfest gegenüber
dem Haltebügel
angeordnet.
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Insbesondere
kann eine derartige Vorrichtung eine Verschwenkeinrichtung für eine Heckklappe
eines Kraftfahrzeugs darstellen. In diesem Falle ist das bewegliche
Fahrzeugteil also die Heckklappe. Das Fahrzeugstrukturelement, gegenüber dem
die Heckklappe verschwenkbar ist, ist von einem Rohbauteil des Fahrzeugsaufbaus
gebildet. Die Heckklappe kann hierbei über zwei Bügelscharniere, von denen eines
bezogen auf die Fahrzeuglängsmittelebene
in Fahrtrichtung rechts und das andere in Fahrtrichtung links angeordnet
ist, im Bereich eines hinteren Randes des Fahrzeugdaches schwenkbar
gelagert sein. Die Bügelscharniere
umfassen jeweils ein erstes Scharnierelement, das dachfest fixiert
ist und über
ein Schwenklager mit einem zweiten Scharnierelement verbunden ist,
an dem die Heckklappe befestigt ist.
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Beim
Antrieb von Heckklappen mittels eines Antriebsmotors erfolgt die
Krafteinleitung bisher beispielsweise auch außerhalb des Scharnierbereichs oder
in indirekter Weise, insbesondere über ein Getriebe, das den Antriebsmotor
mit einem der Scharnierelemente verbindet. Es erfolgt dann also
keine direkte Krafteinleitung des Antriebsmotors in die Drehachse
des Scharniers.
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Ferner
ist aus der
DE 102
40 323 A1 eine Vorrichtung zum automatischen Verschwenken
einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs bekannt. Diese Vorrichtung
umfasst einen Antriebsmotor, der karosseriefest gelagert ist und
dessen Antriebswelle mit einer Lasche verbunden ist, an der die
Heckklappe befestigt ist. Die Lasche ist also direkt an der Antriebswelle
des Antriebsmotors gelagert. Eine Demontage des Antriebsmotors ist
damit nur bei gleichzeitiger Demontage der Heckklappe möglich. Dies
führt wiederum
zu dem Nachteil, dass das betreffende Kraftfahrzeug nicht mit montierter
Heckklappe lackiert werden kann, da dies den Antriebsmotor beeinträchtigen
würde.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der einleitend
genannten Gattung mit einem Antriebsmotor zu schaffen, bei dessen
Demontage die Schwenk fähigkeit
des zu verschwenkenden Fahrzeugteils erhalten bleibt und dessen
Antriebsmoment direkt im Bereich der Schwenkachse des beweglichen
Fahrzeugteils eingeleitet werden kann.
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Diese
Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die
Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird mithin
vorgeschlagen, dass der Antriebsmotor mit seinem Gehäuse drehfest
gegenüber
einem zweier Scharnierelemente eines Scharniers fixiert ist und
eine Antriebswelle des Antriebsmotors über ein Koppelelement, das
das Schwenklager zwischen den beiden Scharnierelementen durchgreift
und dessen Achse durch die Achse der Antriebswelle gebildet ist,
drehfest mit dem anderen Scharnierelement verbunden ist. Bei der
erfindungsgemäß ausgelegten
Vorrichtung, bei der das Gehäuse
des Antriebsmotors indirekt an einem der beiden Scharnierelemente
fixiert werden kann, weist das Gehäuse mindestens eine Greifeinrichtung
auf, die in mindestens eine Ausnehmung desjenigen Scharnierelementes
eingreift, gegenüber
dem das Gehäuse
des Antriebsmotors drehfest fixiert ist. Die Greifeinrichtung kann
insbesondere als Verzahnung oder gabelartige Kralle ausgebildet
sein, die in eine Ausnehmungen bildende Gegenverzahnung bzw. in mit
der Kralle korrespondierende Ausnehmungen des Scharnierelementes
eingreift.
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Der
Kern der Erfindung liegt mithin darin, dass der Motor durch Lösen des
Kupplungselementes von dem einen Scharnierelement und durch Lösen des
Motorgehäuses
von dem anderen Scharnierelement ohne Beeinträchtigung der Schwenkfunktion selbst
demontiert und montiert werden kann. Durch das das Schwenklager
durchgreifende Koppelelement, dessen Achse durch die Achse der Antriebswelle
des Antriebsmotors gebildet ist bzw. mit dieser zusammenfällt, erfolgt
eine direkte Krafteinleitung in der Drehachse des aus den beiden
Scharnierelementen gebildeten Scharniers. Die Scharnierfunktion ist
mit und ohne Antriebsmotor gewährleistet.
Die Antriebswelle ist entweder eine Ausgangswelle eines in dem Gehäuse angeordneten
Motorblocks selbst oder eine Ausgangswelle eines in dem Motorgehäuse angeordneten
Getriebes. Da hierüber
hinaus keine weiteren Getriebebauteile erforderlich sind, zeichnet sich
die Vorrichtung nach der Erfindung auch durch ein geringes Gewicht
und geringe Bauteilkosten aus.
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Da
die Scharnierfunktion auch bei demontiertem Antriebsmotor erhalten
bleibt, ist eine Lackierbarkeit bzw. Tauchbarkeit der aus dem Fahrzeugstrukturelement
und dem gegenüber
diesem beweglichen Fahrzeugteil gewährleistet, ohne dass die Funktion
des Scharniers beeinträchtigt
würde und Anschlüsse des
Antriebsmotors beschädigt
würden.
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Das
zu verschwenkende, bewegliche Fahrzeugteil ist insbesondere als
Heckklappe eines Kraftfahrzeugs ausgebildet, das beispielsweise
ein Kombifahrzeug, ein Van oder ein Minivan ist. Bei der Heckklappe
kann es sich aber auch um einen Kofferraumdeckel eines Stufenheckfahrzeugs
oder dergleichen handeln. In diesen Fällen ist das Fahrzeugstrukturelement
ein Bauteil eines Fahrzeugrohbaus, insbesondere der hintere Randbereich
des Fahrzeugdaches.
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Denkbar
ist es aber auch, dass das bewegliche Fahrzeugteil ein Dachelement
eines Cabriolet-Fahrzeugs, eine Seitentür eines Kraftfahrzeugs oder
ein in sonstiger Weise bewegliches Fahrzeugteil ist. Dann ist das
Fahrzeugstrukturelement beispielsweise ein Hauptlager des Verdecks,
dem das Dachelement zugeordnet ist.
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Das
Koppelelement ist vorzugsweise derartig ausgebildet, dass es in
mindestens eine Ausnehmung des Scharnierelementes eingreift, das
drehfest gegenüber
der Antriebswelle angeordnet ist. Bei der Montage des Antriebsmotors
kann das Koppelelement dann einfach in die mindestens eine Ausnehmung
des betreffenden Scharnierelementes eingeschoben werden. Insbesondere
weist das Koppelelement hierzu eine Verzahnung oder dergleichen
auf, die an einer stirnseitigen Platte ausgebildet ist und die in
eine korrespondierende, die Ausnehmungen bildende Verzahnung des
dreh fest mit dem Koppelelement verbundenen Scharnierelementes verbunden ist.
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Denkbar
ist es natürlich
auch, dass das Koppelelement mit dem betreffenden Scharnierelement verschraubt
oder in sonstiger Weise lösbar
verbunden ist, um eine drehfeste Verbindung herzustellen.
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Des
Weiteren steht das Koppelelement bei einer bevorzugten Ausführungsform
der Vorrichtung nach der Erfindung mit der Antriebswelle in Eingriff. Hierzu
weist das Koppelelement insbesondere eine Außenverzahnung auf, die in eine
Innenverzahnung der Antriebswelle eingreift. Die Außenverzahnung
ist insbesondere an einem zylindrischen Eingriffsabschnitt des Koppelelementes
ausgebildet, der auch das Schwenklager der Scharnierelemente durchgreift.
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Um
das Koppelelement verliersicher mit dem Antriebsmotor zu verbinden,
ist es vorteilhaft, wenn es mittels einer axial angeordneten Schraube
an der Antriebswelle fixiert ist. Die Schraube liegt in der Schwenkachse
des beweglichen Fahrzeugteils.
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Des
Weiteren kann die Schraube zum Ausgleich von Toleranzen gegen eine
Federspannung angezogen sein. Beispielsweise können federelastisch ausgelegte
Beilagscheiben oder eine Spiralfeder vorgesehen sein, die zwischen
dem Koppelelement und der insbesondere nach Art einer Werkzeugnuss
ausgebildeten Antriebswelle ausgebildet sind bzw. ist.
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Das
erste und das zweite Scharnierelement sind insbesondere als Gleichteile
ausgebildet, die über
das Schwenklager miteinander verbunden sind. Dies stellt eine besonders
kostengünstige
Ausführungsform
dar, da die beiden Scharnierelemente dann in dem gleichen Werkzeug
gefertigt werden können.
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Das
Schwenklager zwischen den beiden Scharnierelementen ist insbesondere
von einer Hülse
gebildet, auf die die beiden Scharnierelemente jeweils mit einem
ringartigen Abschnitt aufgesetzt und über die diese miteinander vertaumelt
sind.
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Weitere
Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung
sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.
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Ein
Ausführungsbeispiel
einer Vorrichtung nach der Erfindung zum Antrieb einer Heckklappe
eines Kraftfahrzeugs ist in der Zeichnung schematisch vereinfacht
dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es
zeigt
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1 eine
stark schematisierte Heckansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer
Heckklappe;
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2 einen
Antriebsmotor der Heckklappe mit Scharnierelementen;
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3 eine
perspektivische Ansicht des Antriebsmotors und der Scharnierelemente
im teilzerlegten Zustand;
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4 eine
zweite perspektivische Ansicht des Antriebsmotors und der Scharnierelemente
im teilzerlegten Zustand;
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5 den
Antriebsmotor und die Scharnierelemente in einer Explosionsdarstellung;
und
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6 die
miteinander verbundenen Scharnierelemente in Alleinstellung.
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In 1 ist
ein Kraftfahrzeug 10 dargestellt, das als sogenanntes Kombi-Fahrzeug
ausgebildet ist und mithin heckseitig mit einer eine Ladeöffnung verschließenden Heckklappe 12 versehen
ist. Die Heckklappe 12 ist über zwei, beidseits einer Fahrzeuglängsmittelebene
angeordnete Scharniere 14 und 16 am hinteren Rand 18 eines
Fahrzeugdaches 20 schwenkbar befestigt.
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Um
die Heckklappe 12 zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung
verschwenken zu können,
ist das in Fahrtrichtung rechts angeordnete Scharnier 16 mit
einem elektrischen Antriebsmotor 22 versehen, der im vorliegenden
Fall in das Fahrzeugdach 20 integriert ist, mithin rohbaufest angeordnet
ist. Alternativ könnte
der Antriebsmotor 22 aber auch in die Heckklappe 12 integriert
sein und mit dem entsprechenden Scharnierelement verbunden sein.
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Der
Antriebsmotor 22, der in den 2 bis 5 detailliert
in Verbindung mit dem Scharnier 16 dargestellt ist, umfasst
ein Motorgehäuse 24,
das mehrschalig aufgebaut ist und einen Zahnring 26 umfasst,
der an der dem Scharnier 16 zugewandten Stirnseite des
Motorgehäuses 24 angeordnet
ist und über
zwei Spannschrauben 28 an einem Hauptgehäusebereich 30 befestigt
ist. Die Spannschrauben 28, die sich in axialer Richtung
des Antriebsmotors 22 erstrecken, durchgreifen jeweils
eine Buchse 32 des Zahnrings 26 und greifen jeweils
in eine Gewindebuchse 34 des Hauptgehäusebereichs 30 ein.
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Der
Zahnring 26 weist an seiner dem Hauptgehäusebereich 30 des
Motorgehäuses 24 abgewandten
Stirnseite eine Verzahnung 46 auf, deren Zähne einem
im Wesentlichen rechteckig ausgebildeten Flankenverlauf haben.
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Des
Weiteren umfasst der Antriebsmotor 22 eine eine Ausgangswelle
darstellende Antriebswelle 36, die nach Art einer Werkzeugnuss
ausgebildet ist und einen Ringraum 38 aufweist, der innen
von einem axialen Zapfen 40 und außen von einer Innenverzahnung 42 begrenzt
ist. Der Zapfen 40 weist eine in der Drehachse der Antriebswelle 36 angeordnete axiale
Gewindebohrung 44 auf.
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Zur
Fixierung des Antriebsmotors 22 an dem Scharnier 16 ist
des Weiteren ein Koppelelement 48 vorgesehen, das nach
Art eines Stopfens mit Deckelplatte 54 bzw. nach Art einer
Zahnwelle ausgebildet ist, das Scharnier 16 durchgreift
und mit einer Außenverzahnung 50 eines
zylindrischen Eingriffsabschnitts 52 in die Innenverzahnung 42 der
Antriebswelle 36 eingreift, so dass der Eingriffsabschnitt 52 zumindest
teilweise innerhalb des Ringraums 38 derselben angeordnet
ist.
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Der
Eingriffsabschnitt 52 des Koppelelementes 48 hat
des Weiteren eine axial ausgerichtete, zylindrische Ausnehmung 53,
in die der axiale Zapfen 40 der Antriebswelle 36 eingreift.
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Der
Eingriffsabschnitt 42 ist an seiner dem Antriebsmotor 22 abgewandten
Seite von der Deckelplatte 54 begrenzt, die eine ringförmige Schürze 56 aufweist,
welche in Richtung des Antriebsmotors 22 vorsteht und mit
einer Verzahnung 58 versehen ist, deren Zähne ebenfalls
einen im Wesentlichen rechteckigen Flankenverlauf haben.
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Das
Scharnier 16, über
das die Heckklappe 12 an dem hinteren Rand 18 des
Fahrzeugdachs 20 angelenkt ist, ist aus zwei Scharnierelementen 60A und 60B gebildet,
die jeweils winkelartig ausgebildet sind und von denen das Scharnierelement 60A über Schraubverbindungen 62A mit
der Heckklappe 12 verbunden ist, und das Scharnierelement 60B über Schraubverbindungen 62B mit
dem hinteren Rand 18 des Fahrzeugsdaches 20 verbunden
ist. Die Schraubverbindungen 62A und 62B sind
jeweils im Bereich eines einen Befestigungsschenkel 64A bzw. 64B darstellenden
Schenkels des jeweiligen Scharnierelementes 60A bzw. 60B angeordnet.
Ein zweiter Schenkel 66A bzw. 66B der Scharnierelemente 60A und 60B,
der gegenüber
dem Befestigungsschenkel 64A bzw. 64B im rechten
Winkel angeordnet ist, ist jeweils ringartig ausgebildet und mit
einer Außenverzahnung 68A bzw. 68B versehen.
Die Scharnierelemente 60A und 60B sind Gleichteile
und weisen mithin eine identische Bauform auf.
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In
Einbaulage sind die ringartig ausgebildeten Schenkel 66A und 66B der
beiden Scharnierelemente 60A und 60B von einer
ein Schwenklager bildenden Buchse 70 durchgriffen, so dass
sie miteinander vertaumelt sind. Zwischen den beiden Schenkeln 66A und 66B ist
des Weiteren ein Gleitring 72 angeordnet, der reibungsmindernd
wirkt.
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In
der in 2 dargestellten Einbausituation greift die Verzahnung 58 der
Deckelplatte 54 des Koppelelementes 48 in die
Außenverzahnung 68A des
Scharnierelementes 60A ein, wohingegen die Verzahnung 46 des
Zahnrings 26 des Motorgehäuses 24 in die Außenverzahnung 68B des
Scharnierelementes 60B eingreift. Das Motorgehäuse 24 ist
somit drehfest mit dem Fahrzeugdach 20 verbunden, wohingegen
die Antriebswelle 36 über
das Koppelelement 48 und das Scharnierelement 60A drehfest mit
der Heckklappe 12 verbunden ist.
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Die
Fixierung des Koppelelementes 48 an der Antriebswelle 36 erfolgt
mittels einer Fixierschraube 74, die stirnseitig in das
Koppelelement 48 eingesteckt ist und in die Gewindebohrung 44 des Zapfens 40 der
Antriebswelle 36 eingreift. Des Weiteren durchgreift die
Fixierschraube 74 eine Spiralfeder 80, die zwischen
dem Zapfen 40 und einem Auflager im Bereich der zylindrischen
Ausnehmung 53 des Eingriffsabschnitts 52 des Koppelelementes 48 eingespannt
ist. Dadurch wird einem Lösen
der Fixierschraube 74 entgegengewirkt.
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Zwischen
der Antriebswelle 36 des Antriebsmotors 22 und
dem ringartigen Schenkel 66B des Scharnierelementes 60B sind
des Weiteren zwei Gleitringe 76 angeordnet, die ein im
Wesentlichen reibungsarmes Drehen der Antriebswelle 36 gegenüber dem
Scharnierelement 60B gewährleisten. Zwischen dem Koppelelement 48 und
dem ringartigen Schenkel 66A des Scharnierelementes 60A ist
eine weitere Ringscheibe 78 angeordnet.
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- 10
- Kraftfahrzeug
- 12
- Heckklappe
- 14
- Scharnier
- 16
- Scharnier
- 18
- Hinterer
Rand
- 20
- Fahrzeugdach
- 22
- Antriebsmotor
- 24
- Motorgehäuse
- 26
- Zahnring
- 28
- Spannschraube
- 30
- Hauptgehäusebereich
- 32
- Buchse
- 34
- Gewindebuchse
- 36
- Antriebswelle
- 38
- Ringraum
- 40
- Zapfen
- 42
- Innenverzahnung
- 44
- Gewindebohrung
- 46
- Verzahnung
- 48
- Koppelelement
- 50
- Außenverzahnung
- 52
- Eingriffsabschnitt
- 53
- Ausnehmung
- 54
- Deckelplatte
- 56
- Schürze
- 58
- Verzahnung
- 60A,
60B
- Scharnierelement
- 62A,
62B
- Schraubverbindung
- 64A,
64B
- Befestigungsschenkel
- 66A,
66B
- Schenkel
- 68A,
68B
- Verzahnung
- 70
- Buchse
- 72
- Gleitring
- 74
- Fixierschraube
- 76
- Gleitringe
- 78
- Ringscheibe
- 80
- Spiralfeder