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Die
Erfindung betrifft einen Hebelmechanismus für einen drehbar
gelagerte Kraftfahrzeugdeckel beziehungsweise Klappe und Türen
mit einem krafterzeugenden Hilfsmittel mit den im Oberbegriff des Anspruchs
1 und Fahrzeuge mit wenigstens einer drehbar gelagerten Schließvorrichtung
mit den im Oberbegriff des Anspruchs 28 genannten Merkmalen.
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Der
in dieser Spezifikation verwendete Begriff „Schließvorrichtung"
eines Fahrzeugs bezieht sich auf Fahrzeugtüren und insbesondere
Motorhauben, Heckklappen und Heckdeckel, wobei die Heckklappen im
Unterschied zu den Heckdeckeln ein Fenster aufweisen können.
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Es
ist bekannt, dass Heckklappen beziehungsweise -deckel und Motorhauben
sowie Türen von Fahrzeugen an einem Fahrzeugaufbau mittels Gelenke
und Scharniere angelenkt sind und mit krafterzeugenden Hilfsmitteln
zu ihrem manuellen, halbmanuellen oder automatischen Öffnen
und Schließen beispielsweise mit Federn, Gasfedern oder
elektromechanischen/pneumatischen/hydraulischen Antrieben ausgerüstet
sein können. Es ist wichtig, dass das Öffnen und
Schließen auch unter verschiedenen Umständen,
wie einem schief geneigt stehendem Fahrzeug, sowohl bei einer vertikalen
Heckklappe eines Kombifahrzeugs als auch bei einem horizontalen Heckdeckel
einer Limousine oder einem Motorraumdeckel zuverlässig
und komfortabel für den Benutzer erfolgen kann.
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Die
Betätigung von Fahrzeugklappen beziehungsweise -deckeln
(zum Beispiel Heckklappen, Motorraumdeckeln) wird in modernen Fahrzeugen durch
die Verwendung von Gasdruckfedern unterstützt. Aufgrund
der Bauform und Funktionsweise derartiger Gasdruckfedern kommt es
bei rotatorisch öffnenden Klappen zu einem nichtlinearen
Drehmoment-Öffnungswinkelverlauf. Die Gasdruckfeder kann
aufgrund ihrer linearen Bauweise das sich mit dem Öffnungswinkel
stetig ändernde Schwerkraftmoment einer Klappe nicht in
konstanter Art und Weise unterstützen und kompensieren.
Die Betätigungskräfte zum Öffnen beziehungsweise
Schließen der Klappen oder Deckel sind daher über
dem Öffnungswinkel nicht konstant. Darüber hinaus
sind diese Momenten- und Kraftverläufe zu dem noch stark
temperaturabhängig.
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Die
kinematische und kinetische Auslegung des Gesamtsystems mit der
Verknüpfung einer rotatorischen Bewegung der Klappe und
einer translatorischen Wirkung der Gasdruckfeder wird zusätzlich durch
Bauraumeinschränkungen bei der Positionierung der Gasdruckfeder
erschwert. Hieraus ergibt sich unter Umständen der Effekt,
dass die Gasdruckfeder im geschlossenen Zustand zu hohe Vorspannkräfte
in die Blechstruktur der Klappe und der Karosserie einleitet und
sich dadurch der klappenseitige Anbindungspunkt der Gasdruckfeder
durch eine leichte Verwölbung der Klappenstruktur abzeichnet.
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Bei
der Auslegung eines integrierten elektrischen Antriebes zur Klappen-
und/oder Deckelbetätigung richtet sich das benötigte
Antriebsmoment nach dem Maximalwert des Kraftverlaufs, der sich
durch die Kombination von Klappenschwerkraft und Gasdruckfederkraft
ergibt.
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DE 10 2006 019 478
A1 beschreibt einen Heckklappenmechanismus eines Fahrzeugs,
mit dem ein kompakter Aufbau des Heckklappenmechanismus dadurch
umgesetzt ist, dass eine krafterzeugende Gasfeder auf einen kraftübersetzenden
Hebel mit einer kurzen Hebelarmlänge einwirkt und der gleiche
Hebel mit seinem anderen längeren Hebelarm auf den zu bewegenden
Deckel einwirkt. Beide Hebelarme des kraftübersetzenden
Hebels sind in Bezug auf eine gemeinsame Drehachse des kraftübersetzenden
Hebels zueinander unter einem derart gewählten Winkel positioniert,
dass die drehbar gelagerte Gasfeder beim Öffnen und Schließen
der Heckklappe eine nur relativ geringe Schwenkbewegung ausführen
muss, wodurch die Gasfeder weniger Bauraum für sich beansprucht.
Außerdem ist die Gasfeder an einer Innenfläche
entlang der Heckklappe drehbar befestigt und kann dadurch aufgrund
ihrer relativ geringen Ausschlagbewegung unter der Verkleidung der
Heckklappe verdeckt eingebaut sein. Der lange Hebelarm des kraftübersetzenden
Hebels wirkt mit seinem entfernten Ende unmittelbar auf eine Innenfläche
der Heckklappe ein, wodurch dieses Ende nicht durch ein Gelenk,
Scharnier oder dergleichen mit der Heckklappe verbunden sein kann,
sondern an einer dafür eingerichteten inneren Fläche
der Heckklappe gleiten muss. Dadurch wird beim Erreichen etwa des
halben Öffnungswinkels der Heckklappe die beaufschlagende
Druckwirkung des langen Hebelarms unterbrochen und bei weiterer Öffnung
wirkt allein die Gasfeder mit ihrer Druckkraft auf die Heckklappe
direkt.
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Die
Gasfeder kann durch einen Motorantrieb ersetzt sein und auch, anstatt
in der Heckklappe, an dem Fahrzeugaufbau montiert sein. Der Übergang der
Krafteinwirkung auf die Heckklappe von der Wirkung mit dem langen
Hebelarm zur Krafteinwirkung ohne des langen Hebelarms dürfte
für den Benutzer spürbar sein und sein Komfortempfinden
beeinträchtigen. Außerdem bewirkt der gleitende,
verbindungslose Kraftübertragungsaufbau dadurch einen erheblichen
Nachteil, sodass, wenn anstelle der Gasfeder ein Motorantrieb zum
Einsatz kommen soll, dieser die Heckklappe nicht zurück
bringen kann, da der lange Armhebel sich in diesem Fall einfach
von seiner Kontaktstelle lösen würde und der gesamte
kraftübertragende Hebel um seine Drehachse in die nach
innen zeigende Richtung geschwenkt sein würde. Dies zu beheben,
würde erforderlich machen, die Gleitstelle des langen Hebelarms
mit der Heckklappe mit einer das Ende des langen Hebelarms zusätzlichen
rückhaltenden konventionellen Schiebevorrichtung, beispielsweise
einer Platte, mit einer Längsöffnung auszustatten,
in der beispielsweise ein am Ende des langen Hebelarms angeordneter
Querbolzen gleitend im Eingriff ist. Insgesamt ergäbe sich
auch dann eine recht komplexe Anordnung, die einen entsprechend hohen
Montageaufwand erforderlich machen würde.
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In
DE 3405609 A1 wird
eine Lüftungsklappe in einem Mikrowellen-Herd beschrieben,
die durch eine Formgedächtnis-Feder betätigt ist.
Jedoch kann auch eine Formgedächtnisfeder keine ausreichend angepasste
Kräfte- und Drehmomentbeanspruchung ermöglichen.
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EP 0 219 391 B1 (gleich
mit
US 4,679,841 ) offenbart
einen weiteren Mechanismus zum Unterstützen des Öffnungs-
und Schließvorgangs eines Deckels beziehungsweise einer
Klappe, beispielsweise einer Heckklappe eines Fahrzeugs. Hierbei wird
die Heckklappe mit dem erfindungsgemäßen Mehrgelenkmechanismus
nur in der ersten Phase eines Öffnungsvorgangs der Heckklappe
unterstützt, weil in dieser Phase bei einem kleinen Öffnungswinkel
der zur Verfügung stehende Hebel sehr kurz ist. Der Mehrgelenkmechanismus
weist vier drehbar miteinander über vier Drehachsenlager
verbundene Hebelarme auf, wobei der wichtigste Hebel an seinem Ende
ein Gleitlager in Form eines Rädchens aufweist, welches
während der Öffnung des Heckklappendeckels auf
einer Abrollfläche des Fahrzeugaufbaus abrollt und die
wesentliche Kraft zwischen dem Heckklappendeckel und dem Fahrzeugaufbau überträgt, ähnlich
wie in der zuvor beschriebenen Veröffentlichung
DE 10 2006 019 478
A1 .
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Wenn
die Öffnung des Heckklappendeckels mit dem Mehrgelenkmechanismus
einen bestimmten Öffnungswinkel erreicht hat, befindet
sich der Kraftzylinder einer Gasfeder oder eines Motorantriebs in einer
günstigeren Winkelstellung gegenüber der Drehachse
des Heckklappendeckels, bei dem sein Wirkhebel bereits genügend
vergrößert ist, so dass für die weitere Öffnungsbewegung
des Heckklappendeckels die von dem Kraftzylinder ausgeübte
Kraft unter Umständen ausreicht, um den Heckklappendeckel
bis zum Anschlag in seine volle Öffnungsposition zu bewegen.
Hierbei wird der Mehrgelenkmechanismus mitbewegt und das Gleitlager
von der Abrollfläche an dem Fahrzeugbau abgehoben. In dieser
Phase ist der Mehrgelenkmechanismus bereits wirkungslos und der
Kraftzylinder wirkt allein und direkt auf eine konventionelle Art
und Weise auf den zu öffnenden Heckklappendeckel. Der vorgeschlagene
Mehrgelenkmechanismus ist in dem Zwischenraum zwischen Heckklappendeckel
und Fahrzeugkarosserie untergebracht, der zwischen einer abdichtenden Bordkante
eines Kofferraums und der äußeren Karosseriefläche
zum Ablaufen des Regenwassers ausgebildet ist. Das bedeutet, dass
der Mehrgelenkmechanismus und der Kraftzylinder bei geöffnetem Heckklappendeckel
vollständig sichtbar sind und daher das Risiko bergen,
die Finger des Benutzers oder einer weiteren Person einzuklemmen.
Der Kraftzylinder ist hierbei an der von der Drehachse des Heckklappendeckels
abgewandten Seite montiert, so dass er bei geöffnetem Deckel
den Öffnungswinkelbereich zwischen dem Heckklappendeckel
und dem Fahrzeugaufbau kreuzt, wodurch er im Weg sein kann, wenn
der Benutzer sperrige Gegenstände in das Fahrzeug einlegen
oder herausnehmen will.
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Ein
weiteres Problem ist, dass die Klappen nahe ihrer Öffnungsstellung
durch das, auf sie in Richtung Öffnen wirkende, Hilfssystem
zu leichtgängig sein können und dann zu schnelleren
Bewegungen als benötigt in der Lage sind. Beim Schließen
jedoch muss der Benutzer oft eine relativ große Kraft aufwenden,
um die gegenwirkende Kraft des Hilfssystems zu überwinden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, angesichts oben aufgeführter
Nachteile und Mängel bauartbedingte ungünstige
Kraftentfaltung eines Klappen- beziehungsweise Deckelöffnungssystems mit
einem krafterzeugenden Hilfsmittel derart mit einem vorzuschlagenden Öffnungssystem
zu verbessern, dass es einen möglichst konstanten Kraft-
oder Drehmomentverlauf insbesondere aus der verschlossenen Position
einer Klappe/Deckels entfaltet, dadurch den Benutzer bei manueller
Betätigung besser unterstützt und bei Einsatz
eines elektromechanischen Antriebs den Einsatz von Komponenten geringerer
Leistung ermöglicht, um so das Gewicht, den Bauraum und
die Kosten einzusparen. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung,
in dem Klappenöffnungssystem einen Einklemmschutz umzusetzen.
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Dadurch,
dass bei einem Hebel-Hilfsmechanismus für drehbar an einer
Kraftfahrzeugkarosserie gelagerte Kraftfahrzeugdeckel beziehungsweise Klappen
und Türen, Schließvorrichtungen für Zutrittsöffnungen,
mit einem krafterzeugenden, das Öffnen der Schließvorrichtungen
unterstützenden Hilfsmittel, das jeweils an einem Angriffspunkt
an der Schließvorrichtung und einem Angriffspunkt an der
Kraftfahrzeugkarosserie befestigt ist, der Hebelmechanismus wenigstens
einen Hebel aufweist, der als ein federndes, elastisch verformbares
Element, welches wenigstens ein, als ein Verbundwerkstoff zusammengesetztes,
Biege- und/oder Torsions-Federelement aufweist, ausgeführt
ist, sind die Aufgaben der Erfindung gelöst.
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Solche,
als ein Verbundwerkstoff zusammengesetzte, Bauelemente sind unter
dem Begriff Compliant-Elemente bekannt, der alle zusammengesetzten
Bauelemente einschließt, die Verbundwerkstoffe, Formgedächtniselemente
und aktive Werkstoffe miteinander in einer beliebigen mechanischen Anordnung
und Zusammensetzung aufweisen.
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Weitere
bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen,
in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist der Hebelmechanismus
wenigstens zwei Hebel auf, die jeweils als ein federndes, elastisch
verformbares Element, welches wenigstens ein Biege- und/oder Torsions-Federelement
aufweist, ausgeführt sind, wobei die zwei Hebel jeweils
an einem Ende miteinander mittels eines Scharniers drehbar verbunden
sind und einer der Hebel mit seinem anderen Ende an einem Angriffspunkt der
Kraftfahrzeugkarosserie befestigt ist und der andere Hebel mit seinem
anderen Ende an einem Angriffspunkt der Schließvorrichtung
befestigt ist. Die Hebel erfüllen dadurch gleichzeitig
die Funktion eines krafterzeugenden Elementes und eines die erzeugte
Kraft übertragenden Elementes.
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Gemäß noch
einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das
die Hebel verbindende Scharnier als ein Drehgelenkscharnier oder
ein Biegescharnier ausgeführt. Hierdurch sind die zwei
Federn in Reihe hintereinander geschaltet und addieren somit deren
Wirkwinkel auf.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung
ist das die Hebel verbindende Scharnier als ein Drehgelenkscharnier
mit einem Endanschlag ausgeführt, wobei der Endanschlag
in einer Winkelzwischenposition des Scharniers angeordnet ist, die
zwischen der geschlossenen und offenen Winkelposition der Schließvorrichtung
vorgegeben ist. Dieser Endanschlag bewirkt, dass beim Erreichen
eines vorbestimmten Öffnungswinkels der Schließvorrichtung
der aus zwei federnden Teilhebeln zusammengesetzte Hebelmechanismus
eine andere Federkonstante erhält und die Öffnung
der Schließvorrichtung nach einem weiteren vorgegebenen Öffnungswinkel
begrenzt.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist
das, an dem Angriffspunkt der Kraftfahrzeugkarosserie vorgesehene,
Scharnier als ein Scharnier mit einem Endanschlag ausgeführt,
wobei die Winkelposition des Endanschlags fest vorgegeben oder variabel
einstellbar ist. Weiterhin ist das, an dem Angriffspunkt der Schließvorrichtung vorgesehene,
Scharnier als ein Scharnier mit einem Endanschlag ausgeführt,
wobei die Winkelposition des Endanschlags fest vorgegeben oder variabel
einstellbar ist. Der Endanschlag kann ferner auch in mehreren der
beschriebenen Scharniere realisiert sein oder ganz weggelassen werden,
wenn der Endanschlag durch eine Schließvorrichtung, das
heißt eine Heckklappe oder einen Heckklappendeckel, realisiert
wird.
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Gemäß noch
einer bevorzugten Ausgestaltung vorliegender Erfindung weist wenigstens
ein Hebel als ein federndes Element über seine Länge
und seinen Querschnitt eine nichtlineare Federkonstanten-Charakteristik
auf. Die gezielt einstellbare Steifigkeit der nachgiebigen Glieder
ermöglicht die Anpassung des Kinematik- und Kinetikverhaltens
der zu bewegenden Klappe beziehungsweise des Deckels. Hierbei kann
die Steifigkeit der Mechanismenelemente über die geometrische
Gestaltung und den Werkstoff variiert und an die Anforderungen angepasst
werden. Damit sind auch gezielte Beschleunigungen der Klappe (zum
Beispiel beim Schließen kurz vor dem Erreichen des Schlosses)
einstellbar.
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Gemäß noch
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung
ist wenigstens ein Hebel als ein federndes Element aus einem Verbundstoff
hergestellt, der einen Kunststoff, faserverstärkten Kunststoff,
Metall oder eine Zusammensetzung von Kunststoff und Metall aufweist.
Solche zusammengesetzte Werkstoffe ermöglichen eine gewünschte
Steifigkeitsverteilung über die Länge und den
Querschnitt des so gebildeten Federelementes, das auch wie oben
erwähnt als Compliant-Element bezeichnet wird. Hier bieten
sich unverstärkte und faserverstärkte Verbundstrukturen
in Kunststoff, Metall und deren Kombinationen an.
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In
einer noch weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung
ist an wenigstens einem Hebel wenigstens ein werkstoffaktives Element
ein- und/oder angebaut. Vorzugsweise so, dass das wenigstens eine
werkstoffaktive Element ein oder mehrere aus einer nichtvollständigen
Aufzählung aus Piezokeramiken, thermisch oder magnetisch
getriebene Formgedächtnislegierungen, magnetostriktive
Materialien oder elektroaktive Polymere aufweist. Solche werkstoffaktive
Elemente ermöglichen es zum einen, die Steifigkeit eines
federnden Hebelelementes zu variieren, und zum anderen das Hebelelement
selbst zu einem aktiven krafterzeugenden Element zu gestalten, mit
dem der Hebelmechanismus angetrieben wird.
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Gemäß noch
einer bevorzugten Ausgestaltung vorliegender Erfindung ist das wenigstens
eine werkstoffaktive Element durch elektrische Signale einer elektronischen
Steuerung angetrieben.
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Eine
Steuerung ermöglicht es, die an dem Hebel angebrachten
werkstoffaktiven Elemente in gewünschter Weise anzusteuern
und mit der für eine Bewegung nötigen Energie
zu beliefern.
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In
noch einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung
bewirkt das durch elektrische Stromeinwirkung angetriebene werkstoffaktive
Element eine variierbare Versteifung durch Variieren der Gesamtfederkonstante
des Hebels. Hierdurch ist es möglich, zu einer bestimmten Öffnungswinkelposition
der Schließvorrichtung eine angepasste andere Federkonstante
des Hebelmechanismus zu ermöglichen. Es kann sogar eine dämpfende
Wirkung hervorgerufen werden, um gezielt Schwingungen zu bekämpfen,
ohne hierfür ein zusätzliches Bauteil wie einen
Dämpfer vorsehen zu müssen.
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Eine
bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung bewirkt das
durch elektrische Stromeinwirkung angetriebene werkstoffaktive Element
eine Verbiegung des Hebels in wenigstens einer Richtung.
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Die
elektronische Steuerung erhält in einer weiteren bevorzugten
Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ein Temperaturmesssignal
eines Temperaturerfassungsmittels und führt abhängig
davon eine Änderung der Steifigkeit wenigstens eines federnden
Elementes mit Hilfe eines werkstoffaktiven Elementes aus.
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Gemäß noch
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung
ist an wenigstens einem Hebel des Hebel-Hilfsmechanismus oder an
einem Abschnitt der Schließvorrichtung wenigstens eine
Antriebsvorrichtung in Eingriff gebracht. Diese kann von beliebiger
Art sein, jedoch in eine bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung
ist die Antriebsvorrichtung als ein Elektromotor mit oder ohne ein
Getriebe ausgeführt.
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Die
Antriebsvorrichtung kann vorzugsweise über ein verbindendes Übertragungsglied
auf wenigstens ein Hebel des Hebel-Hilfsmechanismus wirken. Beispielsweise
kann es eine Stange oder ein Zugseil sein, die an dem die beiden
Hebel verbindenden Scharnier angreift.
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Diese
wenigstens eine Antriebsvorrichtung ist in einer weiteren bevorzugten
Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung durch elektrische Signale
einer elektronischen Steuerung angetrieben.
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Gemäß noch
einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung
ist wenigstens ein Hebel zweiteilig ausgeführt, wobei jeder Teilhebel
länglich ausgeführt und dem anderen über einen
wesentlichen Teil der Gesamtlänge des Hebels überlappend
angeordnet ist und die Teilhebel mit Hilfe wenigstens eines Verbindungselementes
aneinander verschiebbar und arretierbar in Eingriff gebracht sind.
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Vorzugsweise
ist wenigstens einer der Hebel als ein Blattfederpaket aus mehreren,
parallel übereinander angeordneten, als jeweils eine Blattfeder
ausgeführten Teilhebeln ausgebildet.
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Das
Verbindungselement der Teilhebel kann in einer bevorzugten Ausgestaltung
der vorliegenden Erfindung manuell bedienbar sein und hierzu mit
einem Handgreifmittel ausgestattet sein. Für manche Anwendungen
(zum Beispiel veränderte Lasten an der Heckklappe) kann
es von Vorteil sein, die Steifigkeitsvariation in Stufen aktiv zuschaltbar
zu gestalten. Zur passiven Grundsteifigkeit des Hebel-Mechanismus
können dann stufenweise aktiv weitere Zusatzsteifigkeiten
aufgeprägt werden, die über einen passiven Mechanismus
angekoppelt werden (ähnlich Lattenrostverstellung).
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Das
Verbindungselement der Teilhebel kann gemäß noch
einer bevorzugten Ausgestaltung vorliegender Erfindung elektromechanisch
angetrieben und bedienbar sein und hierzu von einem Steuerungsmittel
gesteuert sein. In diesem Fall kann der Benutzer, anstatt manuell,
elektrisch eine höhere Kraftunterstützung des
Hebelmechanismus einschalten, wenn er beispielsweise an einer Heckklappe
ein Fahrrad transportiert. Hierzu kann das Verbindungselement vorzugsweise
wenigstens zwei verstellbare und arretierbare Stufeneinstellungen
aufweisen.
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Nach
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung führt die
elektronische Steuerung anhand eines durch einen auf wenigstens
einem Hebel in wenigstens einem in Bezug auf Einklemmgefahr gefährdeten
Bereich des Hebels angebrachten Sensor erfassten Verbiegung des
Hebels eine Einklemmschutzfunktion aus, die darauf gerichtet ist,
das weitere Schließen der Schließvorrichtung mit
Hilfe eines werkstoffaktiven Elementes und/oder eines Antriebs anzuhalten.
Es ist nämlich durch die relativ länglich gestalteten
erfindungsgemäßen Hebeln möglich, dass
diese beim Einklemmen von Fingern relativ leicht nachgeben und sich
dadurch anders verbiegen, als sie sich ohne einen eingeklemmten
Fremdkörper verbiegen. Die andere Art der Verbiegung kann
gemäß noch einer bevorzugten Ausgestaltung vorliegender
Erfindung durch einen die Verbiegung des Hebels erfassenden Sensor
in dem werkstoffaktiven Element realisiert sein. Viele werkstoffaktive Elemente
sind auch als Sensoren verwendbar.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung
ist der oben erwähnte Sensor als ein Piezoelement oder
ein Leiter-Dehnungselement ausgeführt. Im Fall des Piezoelementes
dient die Änderung seiner Kapazität und im Falle des
Leiter-Dehnungselementes, wie einem bekannten Dehnungsmessstreifen,
die Widerstandsänderung infolge der Längen- und
Querschnittsänderung als die maßgebende Sensorgröße.
Die Verwendung des Piezoelementes ist jedoch vorteilhafter, da dieses
gleichzeitig auch als ein aktives Element erfindungsgemäß verwendet
werden kann.
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Der
erfindungsgemäße Hebelmechanismus kann vorzugsweise
auf eine Schließvorrichtung einer Zugangsöffnung
eines Fahrzeugs, zum Beispiel eine Motorhaube, eine Heckklappe beziehungsweise
ein Heckdeckel oder eine Tür angewandt werden.
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Nach
einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bei einem Fahrzeug
mit wenigstens einer drehbar gelagerten Schließvorrichtung
wenigstens einer Zutrittsöffnung mit einem Hebelmechanismus,
der Hebel-Hilfsmechanismus nach einem der beschriebenen Merkmale
an wenigstens einer Seite der Schließvorrichtung vorgesehen.
Er kann auch jeweils an beiden Seiten einer Schließvorrichtung
wie einer Motorhaube wegen ihrem meist relativ hohem Gewicht angeordnet
sein, damit die Motorhaube in einer leichteren Blechkonstruktion
ausgeführt sein kann, ohne hierbei einseitig beim Öffnen
verdreht zu sein und so zu wirken.
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Die
Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand
der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
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1 eine
beispielhafte schematische Querschnittdarstellung einer Motorhaube
oder Heckklappe mit einem unterstützenden Gasdruck-Öffnungsmechanismus
nach dem Stand der Technik;
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2 eine
schematische Querschnittdarstellung am Beispiel einer Motorhaube
oder einer Heckklappe mit einem unterstützenden erfindungsgemäßen
Hebelmechanismus, und
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3 eine
schematische Seitenansicht auf einen verstellbaren erfindungsgemäßen
Hebel.
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1 zeigt
eine schematische Querschnittdarstellung einer Motorhaube oder Heckklappe 12 mit
einem unterstützenden Gasdruck-Öffnungsmechanismus 16 nach
dem Stand der Technik.
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Die
Motorhaube 12 ist in einem Drehgelenk 20 drehbar
gelagert. Eine Gasdruckfeder 16 ist mit ihren beiden Enden
jeweils in dem Angriffspunkt 14 an der Motorhaube oder
Heckklappe 12 und in dem Angriffspunkt an der Karosserie 18 drehbar
in einem Scharniergelenk gelagert. Die in der Gasdruckfeder 16 gespeicherte
Energie erzeugt eine Kraft, die sich stets entlang der Richtung
auswirkt, die durch die beiden Angriffspunkte 14 und 18 eine
gerade Linie bildet. Bei geschlossener Motorhaube oder Heckklappe 12 wie
zu sehen ist, bildet sich ein sehr kurzer Hebelarm, mit dem diese
Kraft ein entsprechend geringes Drehmoment zur Verfügung
stellen kann. Das bedeutet, dass gerade beim Öffnen der
Motorhaube oder Heckklappe 12 der Benutzer anfänglich
die geringste Unterstützung durch die Gasdruckfeder 16 erfährt.
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Nach
einem gewissen Öffnungswinkel entfaltet die Gasdruckfeder 16 ein
um so höheres Drehmoment, welches dann auch zu kräftig
wirken kann, und beim Schließen der Motorhaube oder Heckklappe 12 überwunden
werden muss.
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2 zeigt
eine schematische Querschnittdarstellung einer Motorhaube oder Heckklappe 12 mit
einem unterstützenden erfindungsgemäßen
Hebelmechanismus, der in dieser Ausgestaltung zwei Hebel 24, 26 aufweist.
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Die
Motorhaube oder Heckklappe 12 ist wie zuvor in 1 beschrieben
drehbar in einem Scharnier 20 an der Karosserie 22 eines
Fahrzeugs 10 gelagert.
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Der
Hebelmechanismus hat zwei länglich ausgebildete Hebel 24 und 26,
die über ihre im Wesentlichen ganze Länge als
federnde, vorgespannte Elemente ausgebildet sind. Die beiden Hebel 24 und 26 sind
miteinander mit Hilfe eines Drehgelenkscharniers 28 verbunden
und da sie mit ihren jeweils anderen Enden in den Angriffspunkten 14 und 18 jeweils an
der Motorhaube oder Heckklappe 12 und der Karosserie 22 ebenso
drehbar gelagert sind, drücken sie gemeinsam und hintereinander
in Reihe geschaltet die Motorhaube oder Heckklappe 12 und
die Karosserie 22 auseinander. Dabei entfalten sie mit
ihrer vorgespannten Kraft ein nahezu maximal mögliches Drehmoment,
welches auf einer Armlänge wirkt, die der Länge
zwischen dem Angriffspunkt 14 und dem Scharnier 28 und
der Länge zwischen dem Angriffspunkt 18 und dem
Scharnier 28 entspricht.
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Dadurch
steht dem Benutzer bereits am Anfang eines Öffnungsvorgangs
der Motorhaube oder Heckklappe 12 die maximal erhältliche
Unterstützung zur Verfügung.
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Bei
einem weiteren Öffnen der Motorhaube oder Heckklappe 12 wird
ein Öffnungswinkel erreicht, bei dem das verbindende Scharnier 28 der
beiden Hebel 24 und 26 gegen einen in ihm realisierten
Endanschlag (nicht dargestellt) ankommt, wodurch das weitere Öffnen
der Motorhaube oder Heckklappe 12 mit einer geänderten
Gesamtfedercharakteristik fortgesetzt wird, bis die Motorhaube oder
Heckklappe 12 in ihren Endanschlag kommt. Hierdurch ist
es möglich, nahe der vollständigen Öffnung
der Motorhaube oder Heckklappe 12 einen abnehmenden Drehmoment
einzustellen, was von Vorteil für den Benutzer ist, da
er beim Schließen eine kleinere Gegenkraft überwinden
muss, um den Schließvorgang einzuleiten.
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Die
beiden federnden Hebel 24 und 26 sind so geformt,
dass sie sich gegenseitig mit ihren vorgespannten bogenartigen Durchbiegungen überkreuzen.
Dies ermöglicht eine besonders platzsparende Ausgestaltung
vorliegender Erfindung.
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Insbesondere,
wenn man den erfindungsgemäßen Hebelmechanismus
jeweils auf beiden Seiten der Motorhaube oder Heckklappe 12 anbringt,
kann der erfindungsgemäße Hebelmechanismus und
unter Umständen auch die Motorhaube oder Heckklappe 12 gewichtsparend
leichter konstruiert sein und wird dennoch ohne durchdrückende
Stellen an den Angriffspunkten 14 der Motorhaube oder Heckklappe 12 auskommen
können, da die Kraftverteilung und Kraftrichtung gegenüber
einer Gasfeder wesentlich verringert beziehungsweise effektiver
ausgerichtet sind.
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3 zeigt
eine schematische Seitenansicht auf einen verstellbaren erfindungsgemäßen
Hebel 24, 26.
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Hierbei
ist als Beispiel einer der Hebel 24 zweiteilig ausgeführt,
wobei die beiden Teilhebel 34 und 36 übereinander überlappend
und parallel verlaufend angeordnet sind. Sie sind mit Hilfe von
zwei Verbindungselementen 30 und 32 miteinander
verschiebbar und arretierbar im Eingriff. Vorzugsweise ist nur eines
der Verbindungselemente 30 oder 32 verschiebbar
und das andere fest verankert ausgeführt.
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Die
Hebel 24 und 26 können als jeweils einlagige
Federelemente oder als mehrlagige Blattfederpakete mit zueinander
verschiebbaren Blattfedern ausgeführt sein, wobei die Verbindungselemente 30 und 32 fest
verankert oder verschiebbar gestaltet sein können.
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Ein
Benutzer kann das verschiebbare Verbindungselement manuell zwischen
beispielsweise zwei oder mehr arretierbaren Stellungen verschieben und
dadurch die Gesamtfederkonstante der dargestellten Anordnung verändern.
In einer anderen Ausgestaltung kann das verschieben des verschiebbaren
Verriegelungselementes elektromotorisch ausgeführt sein
(nicht dargestellt). Diese Funktionalität ist beispielsweise
an einer Heckklappe eines Fahrzeugs von Nutzen, wenn auf der Heckklappe
beispielsweise ein Gepäckträger mit einem Fahrrad
angebracht wird. In diesem Fall ist das Öffnen einer konventionellen
Heckklappe erschwert und der Benutzer muss einen beachtlichen Teil
der Gepäcklast stemmen, um die Heckklappe öffnen
zu können. Mit der erfindungsgemäßen
Anpassung der Federkraft an eine Situation erhöhter Belastung
steht dem Benutzer eine benutzerfreundliche, variierbare Hilfsunterstützung
zum Öffnen einer Heckklappe zur Verfügung.
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Die
vorangehenden Ausführungen der vorliegenden Erfindung sind
lediglich beispielhaft und nicht als die vorliegende Erfindung einschränkend auszulegen.
Die vorliegende Erfindungslehre kann leicht auf andere Anwendungen übertragen
werden. Die Beschreibung der Ausführungsbeispiele ist zur Veranschaulichung
vorgesehen und nicht, um den Schutzbereich der Patentansprüche
einzuschränken. Viele Alternativen, Modifikationen und
Varianten sind für einen durchschnittlichen Fachmann offensichtlich, ohne
dass er hierfür den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung
verlassen müsste, der in den nachfolgenden Ansprüchen
definiert ist.
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- 10
- Fahrzeug
- 12
- Schließvorrichtung,
Motorhaube oder Heckklappe
- 14
- Angriffspunkt
an der Schließvorrichtung
- 16
- Gasdruckfeder,
Gasdruck-Öffnungsmechanismus
- 18
- Angriffspunkt
an der Karosserie
- 20
- Drehgelenkscharnier,
Scharnier
- 22
- Karosserie
- 24
- Hebel
- 26
- Hebel
- 28
- Scharnier,
Drehgelenkscharnier
- 30
- erstes
Verbindungselement
- 32
- zweites
Verbindungselement
- 34
- erster
Teilhebel
- 36
- zweiter
Teilhebel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102006019478
A1 [0007, 0010]
- - DE 3405609 A1 [0009]
- - EP 0219391 B1 [0010]
- - US 4679841 [0010]