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Die
Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff von Patentanspruch
1. Ein solches Kraftfahrzeug ist in der
US 2005/0275237 beschrieben.
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Das
Kraftfahrzeug weist somit eine Klappe auf, die von einer Geschlossenstellung
gegen die Schwerkraft in eine Offenstellung verbringbar ist. Eine
solche Klappe kann als Heckklappe oder Kofferraumdeckel ausgeführt
sein. Hierbei kann die Klappe über ein Scharnier an einer
Karosserie des Kraftfahrzeugs angelenkt sein. Dadurch wird eine
Drehachse definiert, um die die Klappe verschwenkbar ist. Die Drehachse
verläuft typischerweise parallel zur Fahrzeugquerachse,
also bei ebenerdig stehendem Kraftfahrzeug horizontal. Die Erfindung
ist jedoch auch dann anwendbar, wenn die Klappe um eine Achse verschwenkbar
ist, die bis zu 35%, bevorzugt jedoch höchstens bis zu
15% gegenüber der horizontalen Stellung verkippt ist. Die
Erfindung ist auch dann anwendbar, wenn die Klappe nicht an einem
Scharnier angelenkt ist.
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Zu
einem gattungsgemäßen Kraftfahrzeug gehört
im Regelfall auch ein motorischer Antrieb, also ein (Elektro-)Motor,
der um eine Kupplung sowie ein Getriebe ergänzt sein mag.
Der Motor soll über einen Mechanismus mit der Klappe gekoppelt
sein, um diese zu bewegen.
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Im
Fachgebiet hat man sich intensiv mit der Ausgestaltung eines solchen
Mechanismus auseinandergesetzt.
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Bei
herkömmlichen Konstruktionen wirkt der Antrieb auf die
Elemente eines Scharniers ein. Eine solche Konstruktion ist beispielsweise
in der
EP 1 672 160
A2 beschrieben. Der Antrieb muss zwangsläufig
in der Nähe der Scharnierelemente angeordnet sein. Es gibt
daher keine freie Wahl für den Platz des Antriebs. Der
Antrieb muss wegen des kurzen Hebels ein großes Moment
aufbringen, so dass es eines entsprechend großen Motors
bedarf. Daher wird relativ viel Platz für den Antrieb benötigt.
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Aus
der
US 2002/0032986
A1 ist es bekannt, einen Antrieb zur Öffnung einer
Heckklappe an einer von der Schwenkachse der Heckklappe beabstandeten
Stelle auf diese einwirken zu lassen. Der Antrieb dreht hierbei
ein Zahnrad, das eine verschwenkbare Zahnstange bewegt, die an einen
mit der Heckklappe fest verbundenen Arm angreift. Die Konstruktion
aus der
US 2002/0032986
A1 bedingt eine Anordnung des Antriebs im Dachbereich des
Kraftfahrzeugs, wo dies aus konstruktiven Gründen nicht
immer erwünscht ist. Der Antrieb muss relativ groß ausgeführt sein,
denn obwohl der Mechanismus an einer von der Schwenkachse beabstandeten
Stelle angreift, ist dieser Abstand nicht derart groß,
als dass die aufzubringenden Momente stark reduziert wären.
Der Antrieb nimmt insbesondere eine nicht stets an einer geeigneten
Stelle zur Verfügung stehende Bauhöhe von 30 bis
35 mm ein.
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Eine
aus der
DE 10
2006 042 403 A1 beschriebene motorische Antriebsvorrichtung
wirkt auf eine Heckklappe eines Kraftfahrzeugs ebenfalls an einer
von der Schwenkachse beabstandeten Stelle ein. Der Antrieb bewirkt
die Drehung einer Spindel, auf der sich eine Spindelmutter bewegt,
und die Spindelmutter ist mit der Heckklappe über einen
verschiebbaren Käfig gekoppelt. Der Mechanismus aus der
DE 10 2006 042 403
A1 bedingt eine lineare Bewegung des Käfigs gegenüber
der Spindel. Diese lineare Bewegung kann lediglich relativ klein
sein, so dass der Angriffspunkt des Mechanismus an der Heckklappe
noch relativ nah an dem Scharnier liegt.
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Eine
weitere Konstruktion stellt die
DE 10 2005 031 990 A1 vor: Anknüpfend
an das Bereitstellen von Gasfedern, die den Vorgang des Öffnens
der Klappe (nicht aber deren Schließens) unterstützen, schlägt
die
DE 10 2005
031 990 A1 vor, eine von einer Gasdruckfeder bewegte Kolbenstange
mit einer von einem Antrieb bewegten Schub-/Zugstange über ein
Verbindungsstück zu koppeln. Bei dem Antrieb kann eine
Gewindespindel eingesetzt werden. Durch diese Ausgestaltung sollen
möglichst wenig unsichere Abdichtungen benötigt
werden. Andererseits erkauft man sich dies durch einen Verlust an
Flexibilität bei der Anordnung der Gasfedern bzw. des Antriebsmechanismus.
Der Mechanismus soll gerade bei Beginn des Öffnungsvorgangs
unterstützend wirken, die Gasfeder, wenn der Öffnungsvorgang
eingeleitet ist. Durch die parallele Anordnung von Gasfeder und in
einer Hülle geführter Schub-/Zugstange ergeben sich
Nachteile bei der Ausnutzung der bereitgestellten Kräfte.
Da die Kräfte nicht optimal genutzt werden können,
muss der Motor des Antriebs gegebenenfalls zu groß ausgelegt
werden. Des Weiteren benötigt die Antriebsvorrichtung aufgrund
der parallelen Anordnung von Gasfeder und in der Hülle
geführter Schub-/Zugstange besonders viel Platz.
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In
der
EP 1 026 070 B1 ist
beschrieben, dass das Öffnen einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs durch
einen Auswerfer und eine Gasfeder unterstützt wird. Der
Auswerfer fährt eine Kolbenstange aus. Die Kolbenstange öffnet
die Heckklappe etwas weiter in eine Stellung, in der die Gasfeder
ein öffnendes Moment auf die Heckklappe ausübt.
Der Auswerfer kann an ganz anderer Stelle als die Gasfeder angeordnet sein
und ist bei der in der
EP
1026070 B1 beschriebenen Ausführungsform auch
fernab von der Drehachse der Heckklappe angeordnet. Naturgemäß unterstützt
der Auswerfer jedoch nicht den Schließvorgang. Bei einem
solchen muss eine Bedienperson die Gasfeder zusammendrücken
und relativ große Kräfte aufwenden.
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Die
EP 1 276 624 beschreibt
einen Mechanismus, über den eine Heckklappe geöffnet
und geschlossen wird, bei dem eine Koppelstange weit von der Drehachse
der Heckklappe entfernt angreift. Die Koppelstange ist an ihrem
von der Heckklappenseite verschiedenen Ende an einem Schlitten gelagert. Der
Schlitten gleitet über Schienen vertikal. Kraft zum Heben
des Schlittens mit der Koppelstange und der daran angelenkten Heckklappe
wird über eine Kette auf den Schlitten übertragen,
wobei im Bodenbereich des Innenraums des Kraftfahrzeugs ein Antrieb
angeordnet ist, der die Kette bewegt. Der gesamte Mechanismus nimmt
sehr viel Platz ein. Da die Koppelstange hauptsächlich
in vertikaler Stellung hochgedrückt wird, muss zudem der
Motor relativ groß sein, um hohe Kräfte bzw. Momente
aufbringen zu können.
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Die
US 6,453,614 B1 beschreibt
einen Mechanismus, über den eine Heckklappe eines Kraftfahrzeugs
bewegt werden kann, von dem wesentliche Teile in einer zur Karosserie
des Kraftfahrzeugs zugehörigen Säule angeordnet
sind: In einem Kanal einer solchen Säule, der gekrümmte
Abschnitte aufweisen darf, sind in Folge mehrere Zahnstangenglieder
angeordnet, welche miteinander gekoppelt sind. An einem der Zahnstangenglieder
ist ein Stift befestigt, der aus der Säule herausragt.
An dem Stift wiederum ist eine Koppelstange befestigt, die mit der Heckklappe
gekoppelt ist. Über eine weitere Öffnung in dem
Pfeiler greift ein Ritzel, das von einem Motor gedreht wird, in
die Zahnstangenglieder ein und bewegt diese in dem Kanal. Damit
bewegt sich die Koppelstange mit, und die Heckklappe wird geöffnet.
Dadurch, dass die Zahnstangenglieder in einem im Wesentlichen vertikal
verlaufenden Kanal bewegt werden, muss die Koppelstange ebenfalls
vertikal nach oben stehen und kann nur geringfügig verkippen.
Die auf die Koppelstange wirkenden Kräfte werden daher nicht
optimal zur Bereitstellung eines großen Moments auf die
Heckklappe ausgenutzt, denn der Angriffswinkel ist ungünstig
gewählt. Daher muss der Motor große Kräfte
aufbringen, also entsprechend stark und damit auch groß und
viel Platz einnehmend ausgelegt sein. Der Mechanismus aus der
US 6,453,614 B1 kann
daher insbesondere für die Bewegung besonders schwerer
Heckklappen nicht eingesetzt werden.
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In
der gattungsbildenden
US
2005/0275237 A1 ist ein Mechanismus zum Öffnen
einer Heckklappe offenbart, bei dem eine Koppelstange an der Heckklappe
angreift, die Koppelstange aber mit ihrer anderen Seite nicht unmittelbar
mit dem Antrieb verbunden ist, sondern an einem Schwenkarm angelenkt
ist, wobei der Schwenkarm durch den Antrieb angetrieben wird. In
der Geschlossenstellung ist die Koppelstange zum Schwenkarm geklappt,
bei Verbringen in die Offenposition klappt sie von diesem weg, wobei
gleichzeitig der Schwenkarm vom Antrieb verschwenkt wird. Bei diesem
Mechanismus muss der Antrieb relativ aufwendig ausgestaltet sein.
Der Antrieb muss auch relativ hohe Kräfte erzeugen können,
weil durch die Übertragung der Kraft in ungünstigen
Winkeln ein erhöhter Kraftaufwand erforderlich ist. Aus
diesen beiden Gründen muss der Antrieb relativ viel Platz
einnehmen.
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Damit
die Fahrzeugentwickler eine größere Freiheit beim
Entwurf eines Kraftfahrzeugs haben, wäre es wünschenswert,
wenn durch den Mechanismus, über den auf eine Klappe (Heckklappe,
Kofferraumdeckel) eingewirkt wird (z. B. durch einen Motor), die
Möglichkeit bestünde, eine solche Klappe bereitzustellen,
die eine besonders große verschwenkbare Länge
hat, z. B. von bis zu 1,30 m und 1,40 m. Die oben genannten und
auch weitere Mechanismen des Standes der Technik sind nicht geeignet,
die bei einer derart großen und daher auch (um z. B. 40
kg) schweren Klappe notwendigen Momente von bis zu 300 Nm zum manuellen
oder motorischen Offnen oder Schließen zu realisieren Die
Mechanismen versagen entweder bei Momenten oberhalb einer vorbestimmten
Grenze, oder die Motoren müssten übermäßig
leistungsfähig ausgebildet werden und nähmen daher
besonders viel Platz in Anspruch. Zudem wäre es wünschenswert,
wenn die Motoren und Mechanismen an solchen Stellen bereitgestellt wären,
an denen sie besonders wenig stören, z. B. in einem durch
eine Heckklappe oder einen Kofferraumdeckel öffenbaren
Kofferraum dort angeordnet werden können, wo sie das Einbringen
von Gegenständen in den Kofferraum nicht oder nur unwesentlich
behindern.
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Es
ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Mechanismus
bereitzustellen, über den auch eine besonders schwere Klappe
eines Kraftfahrzeugs bewegt werden kann.
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Die
Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch
1 gelöst.
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Erfindungsgemäß gibt
es somit Mittel zum Unterstützen des Verbringens der Klappe
in die Offenstellung. Diese beaufschlagen den Hilfskörper
an einem nicht in der Verbindungslinie zwischen Drehachse und Anlenkpunkt
liegenden Angriffspunkt mit Kraft, entweder ständig oder
im Betrieb. Diese (erste) Verbindungslinie wird als Verbindungslinie
definiert, die vom Anlenkpunkt senkrecht auf einem entsprechenden
Punkt auf der Drehachse auftrifft.
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Wenn
ein automatisches Öffnen und Schließen erwünscht
ist wird ein Motor an der Drehachse angreifen, um den Hilfskörper
zu drehen. Ein Antrieb unterstützt den Öffnungsvorgang
sinnvollerweise zusätzlich zu den Mitteln zum Unterstützen,
wenn viel Kraft zum Öffnen der Klappe aufgebracht werden muss.
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Dadurch,
dass Mittel zum Unterstützen des Öffnungsvorgangs
bereitgestellt sind, kann dieser Motor aber grundsätzlich
auch entfallen oder kleiner ausgelegt werden, er muss jedenfalls
nicht übermäßig leistungsfähig
sein. Die Definition der Platzierung des Angriffspunkts bedingt,
dass der Hilfskörper nicht lediglich als geradliniger Stab
oder einfacher Schwenkarm wie in der gattungsbildenden
US 2005/0275237 A1 ausgebildet
ist, so dass sich durch geeignete Wahl des Angriffpunkts die Hebelwirkungen
im Hinblick auf bestimmte Zwecke optimieren lassen. Ein solcher
Zweck kann z. B. darin liegen, ein möglichst gleichmäßiges Öffnungsmoment
auf die Klappe wirken zu lassen. Das Öffnungsmoment ergibt
sich aus dem von dem Motor oder der die Heckklappe manuell öffnenden
Person und den Mitteln zum Unterstützen aufgebrachten Moment
abzüglich des durch das Gewicht der Heckklappe wirkenden Moments.
Dadurch, dass der Angriffspunkt jenseits der ersten Verbindungslinie
liegt, kann z. B. vorgesehen sein, dass die Mittel zum Unterstützen
ein besonders großes Moment zu Beginn des Öffnungsvorgangs
aufbringen, und dass dann der Öffnungsvorgang mit Hilfe
des Motors beendet wird, wenn die Klappe bereits einen gewissen
Schwung gewonnen hat. Auch, wenn die Klappe in einer Zwischenstellung zwischen
Geschlossenstellung und Offenstellung stehengeblieben ist, kann
die Heckklappe dann leichter weiter geöffnet oder wieder
geschlossen werden, wenn das gemeinsam vom Motor und den Mitteln zum
Unterstützen aufgebrachte Moment in Abhängigkeit
vom Öffnungsgrad (z. B. definiert als Öffnungswinkel
gegenüber einer Drehachse der Klappe) mehr oder weniger
jeweils das durch das Gewicht der Klappe wirkende Moment definiert überwindet,
z. B. um ein vorbestimmtes Differenzmoment.
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Damit
die Hebelwirkungen von den Mitteln zum Unterstützen auf
den Hilfskörper einerseits und gegebenenfalls vom Motor
auf den Hilfskörper andererseits geeignet gewählt
und insbesondere gegebenenfalls ausreichend unterschiedlich sind,
liegt der Angriffspunkt bevorzugt um mindestens 5 cm und besonders
bevorzugt um mindestens 10 cm von der ersten Verbindungslinie entfernt.
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Der
Angriffspunkt wird nicht ausschließlich durch den Abstand
zur Verbindungslinie definiert, sondern auch durch die Länge
einer von dem Endpunkt der ersten Verbindungslinie auf der Drehachse weg
zum Angriffspunkt der Mittel zum Unterstützen am Körper
verlaufenden zweiten Verbindungslinie, die Länge einer
vom Angriffspunkt zum Anlenkpunkt der Koppelstange am Hilfskörper
verlaufenden dritten Verbindungslinie und das Verhältnis
dieser beiden Längen festgelegt. Das genaue Aussehen eines so
entstandenen Dreiecks kann Gegenstand eines Optimierungsproblems
sein. Typische Lösungen eines solchen Optimierungsproblems
beinhalten, dass das durch die drei Verbindungslinien entstandene Dreieck
keinen Innenwinkel aufweist, der kleiner als 30° ist, das
Dreieck ist also kein spitzwinkliges Dreieck. Optimierungsprobleme
haben außerdem gezeigt, dass der von der ersten Verbindungslinie
und der zweiten Verbindungslinie eingeschlossene Winkel eine gewisse
Mindestgröße haben sollte, damit die Hebelwirkungen
optimal sind. Dieser Winkel ist daher bevorzugt größer
als 45°, besonders bevorzugt größer als
60°. Dieser Winkel ist insbesondere größer
als der von der ersten Verbindungslinie und der dritten Verbindungslinie
eingeschlossene Winkel, eine Senkrechte auf der ersten Verbindungslinie,
die den Angriffspunkt durchläuft steht daher auf der Verbindungslinie
näher an der Drehachse des Hilfsköpers als am
Anlenkpunkt.
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Als
Mittel zum Unterstützen kann eine einfache Feder vorgesehen
sein. Beim Öffnen von Klappen haben sich hierbei Gasfedern
als preisgünstig und wegen ihrer Funktion als Dämpfungselement auch
als vorteilhaft erwiesen. Eine Gasfeder kann zu einem Federbein
erweitert werden, dann befindet sich eine mechanische Feder in einer
Hülle, durch die auch die Gasfeder gebildet wird. Die Gasfeder dämpft
hierbei die Bewegung bis zur Offenstellung, die die mechanische
Feder aufprägt. Gleichzeitig kommt der größere
Kraftanteil von der kaum temperaturempfindlichen mechanischen Feder.
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Anstelle
einer Feder können die Mittel zum Unterstützen
jedoch auch einen motorischen Antrieb umfassen. Dann kann auf den
an der Drehachse angreifenden Motor insbesondere sogar auch bei schweren
zu öffnenden Klappen verzichtet werden. Während
der von den Mitteln zum Unterstützen verschiedene Motor
eine Drehbewegung erzeugt, kann der motorische Antrieb der Mittel
zum Unterstützen eine lineare Bewegung eines Elements bewirken,
z. B. einer Schubstange. Die Mittel zum Unterstützen können
insbesondere einen Spindelantrieb umfassen, der motorische Antrieb
also eine Spindel und eine Spindelmutter umfassen. Bei einem Spindelantrieb
wird entweder die Spindelmutter, welche ein Innengewinde aufweist,
festgehalten und gedreht, so dass sich die mit einem Außengewinde
versehende Spindel linear fortbewegt, oder umgekehrt wird die Spindel
festgehalten und gedreht, so dass sich die darauf aufsitzende Spindelmutter
fortbewegt. Bei der Ausgestaltung des Spindelantriebs kann auf Techniken
aus dem Stand der Technik zurückgegriffen werden. Wenn
der motorische Antrieb eine lineare Bewegung eines Elements bewirkt,
sollte der motorische Antrieb schwenkbar gelagert sein, und das
zu den Mitteln zum Unterstützen zugehörige Element,
das am Angriffspunkt angreift, sollte dort ebenfalls drehbar gelagert
sein. Bei einer linearen Bewegung wird an sich eine gleichmäßige
Kraftwirkung hervorgerufen, wobei sich durch das Verkippen des Hilfskörpers die
für das Moment wirksame Hebellänge ändert. Durch
geeignete Platzierung des motorischen Antriebs mit dem sich linear bewegenden
Element können die auf die Klappe wirkenden Momente optimal
in Abhängigkeit vom öffnungsgrad der Klappe eingestellt
werden.
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Um
die rechnerisch ermittelten Hebelwirkungen konstruktiv besonders
leicht umzusetzen, lässt sich der Hilfskörper
mit einer ebenen Oberfläche ausgestalten (welche Aussparungen
aufweisen kann). Der Motor, die Koppelstange und die Mittel zum
Unterstützen können dann jeweils und bevorzugt
sämtlich neben den Hilfskörper im Bereich seiner
ebenen Oberfläche greifen und von der Seite her, zu der
diese Oberfläche weist, am Hilfskörper angreifen.
Dies ist insbesondere möglich, wenn von der ebenen Oberfläche
Zapfen herausstehen, an denen die Koppelstange bzw. die Mittel zum
Unterstützen angelenkt sind, oder die mit einer vom Motor
gedrehten Welle gekoppelt sind.
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Der
gesamte Mechanismus kann klein ausgelegt werden, wenn er beidseitig
am Kraftfahrzeug jeweils vorgesehen ist. Die einzelnen Motoren bzw. Antriebe
können dann insbesondere gut untergebracht werden.
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Durch
die Erfindung wird es auch ermöglicht, eine solche Klappe
(insbesondere als Heckklappe) einzusetzen, die senkrecht zur Fahrzeugquerachse (typischerweise
senkrecht zur Schwenkachse) eine Länge von mindestens 1,15
m, bevorzugt von mindestens 1,20 m, besonders bevorzugt von mindestens
1,25 m und ganz besonders bevorzugt von mindestens 1,30 m hat. Dies
eröffnet den Fahrzeugkonstrukteuren neue Möglichkeiten:
Sie können ein anderes Aussehen des Kraftfahrzeugs aus ästhetischen
oder auch aerodynamischen Gründen vorsehen.
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Der
erfindungsgemäße Mechanismus ermöglicht
es, wenn die Klappe um eine (z. B. durch ein Scharnier) definierte
Achse verschwenkbar ist, an einer solchen Stelle an der Klappe anzugreifen,
die um einen Abstand aus dem Intervall von 120 bis 400 mm, bevorzugt
aus dem Intervall von 150 bis 250 mm und besonders bevorzugt aus
dem Intervall von 180 bis 220 mm von der Achse beabstandet ist.
Bei einem solchen fernab von der Schwenkachse liegenden Angriffspunkt
müssen nicht übermäßig große
Kräfte aufgebracht werden, damit ein zum Klappenöffnen
ausreichendes Moment erzeugt wird. Der Mechanismus erlaubt das Durchlaufen
des hierfür notwendigen Verschwenkweges.
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Nachfolgend
wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter
Bezug auf die Zeichnung beschrieben, wobei
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1 den
Heckbereich eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs
von der linken Seite in Durchsicht auf erfindungsgemäß bereitgestellte
Bauteile zeigt,
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2 eine
perspektivische Ansicht in den Innenraum eines erfindungsgemäßen
Kraftfahrzeugs hinein unter Darstellung der erfindungswesentlichen Bauteile
vergrößert auf die linke Heckseite zeigt und
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3 eine
der 2 entsprechende Ansicht auf das im Wesentlichen
gesamte Heck des Kraftfahrzeugs, gesehen von rechts hinter dem Kraftfahrzeug
zeigt.
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In
einem im Ganzen mit 10 bezeichneten Kraftfahrzeug soll
eine Heckklappe 12 eingesetzt werden können, die
in ihrer Dimension senkrecht zu einer Schwenkachse 14 eine
Länge von mindestens 1,30 m hat. Eine solche Heckklappe 12 ist
besonders schwer, und es bedarf der Unterstützung durch
einen motorischen Antrieb, um die Heckklappe 12 zu öffnen.
Die Erfindung betrifft den hierbei bereitgestellten Mechanismus,
der schematisch in 1 veranschaulicht ist:
Während
die Heckklappe 12 über ein Scharnierelement 16 gekoppelt
ist und über dieses Scharnierelement 16 um die
Drehachse 14 drehbar ist, in der ein Lagerstift eines Scharniers
angeordnet ist, der in einem Lager 18 an der Karosserie
des Kraftfahrzeugs 10 gehalten ist, wird zur Bereitstellung
eines ausreichenden Moments der Öffnung der Heckklappe
an einem Punkt 20, der um mindestens 200 mm von der Drehachse 14 beabstandet
ist, Kraft auf die Heckklappe 12 ausgeübt und
daher ein das Öffnen der Heckklappe 12 bewirkendes
Moment, bezogen auf die Drehachse 14, ausgeübt.
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Am
Punkt 20 ist eine Koppelstange 22 angelenkt. Diese
Koppelstange ist nicht unmittelbar mit einem Antrieb verbunden,
sondern an einem Hilfskörper 24 an einem Anlenkpunkt 26 angelenkt,
wobei der Hilfskörper 24 vorliegend die Kontur
eines Dreiecks mit abgerundeten Ecken aufweist. An einer zweiten
Ecke des Hilfskörpers 24 ist dieser mit einem in 1 nicht
dargestellten Motor gekoppelt, der dem Hilfskörper 24 eine
Drehbewegung um eine Drehachse 28 aufprägt, wozu
unmittelbar ein rotierendes Element mit dem Hilfskörper 24 gekoppelt
ist. Im Bereich einer dritten Ecke des Hilfskörpers 24 ist
an einem Angriffspunkt 30 eine Gasfeder 32 angelenkt,
die mit ihrem entgegengesetzten Ende an einem Punkt 34 an
der Karosserie des Kraftfahrzeugs angelenkt ist.
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Ein Öffnen
der Heckklappe 12 erfolgt unter der Wirkung einer von der
Gasfeder 32 aufgebrachten Kraft bzw. über ein
sich durch den Abstand von der Drehachse 28 des Hilfskörpers 24 zum
Angriffspunkt 30 ergebenden Hebel wirkendes Moment einerseits
und ein von dem Motor um die Drehachse 28 aufgebrachtes
Moment auf den Hilfskörper 24 andererseits.
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In
der Geschlossenstellung der Heckklappe 12 befinden sich
die Koppelstange 22, der Hilfskörper 24 und
die Gasfeder 32 in der durch durchgezogene Linien dargestellten
Stellung. In einer Stellung, in der die Heckklappe 12 maximal
offen ist, befinden sich diese Elemente in der durch strichpunktierte
Darstellung gezeigten Stellung. Aus Gründen der Vereinfachung
der Darstellung ist die Heckklappe in der Offenstellung in 1 nicht
gezeigt. Es versteht sich jedoch, dass sich durch Drehung des Hilfskörpers 24, die
durch die Gasfeder 32 und den Motor bewirkt wird, die Heckklappe
so wie der Punkt 20 nach oben bewegt. Die Heckklappe durchläuft
hierbei einen Winkel von 57°. Hingegen durchläuft
der Anlenkpunkt 26 einen Winkel von 96,6°. Wegen
des größeren durchlaufenen Winkels ist auch der
Weg entsprechend groß, und der Motor hat eine geringere
Kraft aufzubringen, als auf die Heckklappe 12 wirkt. Der Angriffspunkt 30,
an dem die Gasfeder 32 am Hilfskörper 24 angreift,
ist um den Abstand d von über 10 cm von der Verbindungslinie 36 zwischen
der Drehachse 28 und dem Anlenkpunkt 26 beabstandet.
Der Angriffspunkt 30 liegt näher an der Drehachse 28 als am
Anlenkpunkt 26, so dass der Winkel α zwischen der
Verbindungslinie 36 und einer Verbindungslinie 38 von
der Drehachse 28 zum Angriffspunkt 30 relativ
groß ist, vorliegend etwas kleiner als 90° ist,
er liegt bei ca. 75°. Der Winkel α soll vorliegend
wie auch die beiden anderen Innenwinkel des durch die Drehachse 28,
den Anlenkpunkt 26 und den Angriffspunkt 30 gebildeten
Dreiecks derart gewählt sein, dass die Hebelwirkungen optimal
sind, dass also die Gasfeder 32 in optimaler Weise ein Öffnen
der Heckklappe 12 unterstützt. Idealerweise wird
genau dann von der Gasfeder 32 ein relativ hohes Moment
bereitgestellt, wenn der Motor 28 gerade kein hohes Moment
bereitstellt und umgekehrt, denn dann wirkt auf die Heckklappe 12 im
Wesentlichen ungefähr stets das gleiche Moment. Das auf
die Heckklappe 12 wirkende Moment kann jedoch auch in Abhängigkeit vom Öffnungsgrad,
vorliegend dem Schwenkwinkel der Heckklappe um die Drehachse 14,
variieren. Damit die Heckklappe 12 nicht zu schnell hochschnappt, ist
das von der Gasfeder 32 aufgebrachte Moment bei kleinen Öffnungswinkeln
noch nicht übermäßig groß. Der
Verlauf des auf die Heckklappe 12 wirkenden Moments kann
außer durch geeignete Wahl der Punkte 26 und 30 relativ
zur Drehachse 28 auch durch geeignete Wahl des Gegenlagers
der Gasfeder 32, also insbesondere durch geeignete Wahl
des Punkts 34 bei entsprechender Längenauslegung
der Gasfeder 32, festgelegt werden.
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Die 2 und 3 zeigen
ergänzend zur Schemadarstellung aus 1 eine konkrete
Ausführungsform des beim erfindungsgemäßen
Kraftfahrzeug bereitgestellten Mechanismus. In den 2 und 3 ist
die Heckklappe weggelassen, und es ergibt sich so ein Blick in den
Kraftfahrzeuginnenraum 40, wobei eine Innenverkleidung
und eine Innenausstattung in der Darstellung weggelassen sind. Die
Bauteile des bei der Erfindung bereitgestellten Mechanismus sind
in den 2 und 3 mit den gleichen Bezugszahlen
bezeichnet wie in 1. Zu sehen ist zusätzlich
der eine Drehung um die Drehachse 28 bewirkende Antrieb 42.
Der Antrieb 42 ist ein motorischer Antrieb, umfasst also
einen Motor, eine Kupplung und ein Getriebe. Der Hilfskörper 24 weist
eine im Wesentlichen ebene Oberfläche auf, welche in den 2 und 3 zum
Betrachter weist. Aus der Oberfläche steht ein Gelenk 44 heraus,
an dem die Gasfeder 32 angelenkt ist. Es steht ein Gelenk 46 heraus,
an dem die Koppelstange 22 angelenkt ist. Auf der selben
Oberfläche oder auch an der entgegengesetzten Seite des
Hilfskörpers 24 ist der Antrieb 42 angekoppelt.
Durch die Form des Hilfskörpers 24 und die dadurch
vorgegebene Wahl der Punkte 26 und 30 und der
Drehachse 28 ergibt sich der Mechanismus. Der Hilfskörper 24 ist
in seiner Form auf ein Bereitstellen optimaler Hebelverhältnisse
eingestellt. Das Trägheitsmoment des Hilfskörpers 24 bezogen
auf die Drehachse 28 kann geeignet gewählt sein.
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Der
Antrieb 42 ist vorliegend oberhalb eines Radkastens 48 des
Kraftfahrzeugs 10 angeordnet, wo er besonders wenig stört:
Durch den Radkasten erstreckt sich die Karosserie in diesem Bereich
etwas mehr in den Innenraum 40 als jenseits des Radkastens.
Oberhalb des Radkastens 48 steht ein Platz zur Verfügung.
Der Antrieb 42 kann insbesondere auch unterhalb eines Wasserablaufs 50 angeordnet
sein, und im Bereich unterhalb dieses Wasserablaufs 50 ist
ohnehin nicht vorgesehen, Gegenstände in den Fahrzeuginnenraum 40 einzubringen.
Auch die Gasfeder 32 ist zumindest bereichsweise unterhalb
des Wasserablaufs 50 geführt. Die Koppelstange 22 ist relativ
knapp neben dem Wasserablauf vorbeigeführt (z. B. um einen
Abstand von höchstens 15 cm an der nächstgelegenen
Stelle von der den Wasserablauf 50 begrenzenden Dichtung 52 beabstandet).
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Die
Koppelstange 22 ist durch ein Schutzelement 54 abgedeckt.
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Die
Gasfeder 32 ist im Heck sehr weit hinten abgestützt
und hat daher einen großen Federweg. Insbesondere befindet
sich der Punkt 34 in einem Abstand von höchstens
15 cm von einer Heckkante 56 des Kraftfahrzeugs gemessen
in Fahrzeuglängsrichtung x und liegt auf um höchstens
15 cm in Richtung der Fahrzeughochachse z unterhalb der Heckkante 56.
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Die
Erfindung ist vorliegend bei einer Heckklappe 12 eingesetzt,
die eine Verschwenklänge von 1,30 m hat. Durch den Mechanismus
sind besonders lange Heckklappen verschwenkbar. Der Mechanismus
ist aber auch einsetzbar, wenn die Heckklappe kürzer ist
und kann vorteilhaft stets dann eingesetzt werden, wenn die Kraftwirkungen
mit vertretbarem Aufwand optimiert werden sollen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 2005/0275237 [0001]
- - EP 1672160 A2 [0005]
- - US 2002/0032986 A1 [0006, 0006]
- - DE 102006042403 A1 [0007, 0007]
- - DE 102005031990 A1 [0008, 0008]
- - EP 1026070 B1 [0009, 0009]
- - EP 1276624 [0010]
- - US 6453614 B1 [0011, 0011]
- - US 2005/0275237 A1 [0012, 0018]