DE102008057933B4 - Betätigungsvorrichtung für eine schwenkbar gelagerte Klappe in einem Automobil mit einer Push-Push-Kinematik - Google Patents

Betätigungsvorrichtung für eine schwenkbar gelagerte Klappe in einem Automobil mit einer Push-Push-Kinematik Download PDF

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Abstract

Betätigungsvorrichtung für eine schwenkbar gelagerte Klappe in oder an einem Automobil, insbesondere für eine Tankklappe, mit einer Push-Push-Kinematik, die mit einer Seite der Klappe zusammenwirkt, wobei die Push-Push-Kinematik die folgenden Merkmale aufweist: • Ein Gehäuse (10), das geeignet ist, in ein Automobil eingebaut zu werden, • ein im Gehäuse (10) axial beweglich gelagerter Stößel (20), der in allen axialen Stellungen teilweise über eine Gehäuseöffnung (34) aus dem Gehäuse (10) herausragt und ein äußeres Betätigungsende aufweist, das mit der Klappe zusammenwirkt, • eine Feder (22) im Gehäuse (10), die den Stößel (20) aus dem Gehäuse (10) heraus vorspannt, • ein den Stößel (20) umgebender Ring (36), der axial fest und drehbar im Gehäuse (10) gelagert ist, • mindestens eine achsparallele Nut (40) an der Außenseite des Stößels (20) und mindestens einen Vorsprung (38) am Innenumfang des Rings (36), der über einen weiteren Verstellbereich des Stößels...

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Betätigungsvorrichtung für eine schwenkbar gelagerte Klappe in einem oder an einem Automobil, insbesondere für eine Tankklappe, mit einer Push-Push-Kinematik nach dem Patentanspruch 1.
  • Es ist bekannt, eine Push-Push-Kinematik einer Tankklappe zuzuordnen. In der verriegelten Stellung der Push-Push-Kinematik ist die Tankklappe geschlossen. Wird die Verriegelung der Tankklappe gelöst, kann durch einen Druck auf die Tankklappe diese teilweise nach außen geschwenkt werden, indem der Stößel der Push-Push-Kinematik entriegelt wird. Die in der Push-Push-Kinematik vorhandene Feder drückt dann den Stößel und damit die Tankklappe um einen gewissen Winkel nach außen, sodass die Tankklappe von Hand erfasst und vollständig aufgeschwenkt werden kann.
  • Bei der beispielsweise aus DE 196 50 594 A1 bekannten Konstruktion verwendet die Push-Push-Kinematik einen sogenannten Steuerdraht, der mit einer Herzkurve zusammenwirkt. Die Herstellung der bekannten Push-Push-Konstruktion ist verhältnismäßig aufwendig und unter Umständen in ihrer Dauerfestigkeit begrenzt. Außerdem ist die Montage der bekannten Konstruktion relativ aufwendig.
  • Aus JP 2007-290573 ist eine Betätigungsvorrichtung mit einer Push-Push-Kinematik bekannt, bei der als Nocken ausgebildete Abschnitte fest mit einem Stößel verbunden sind. Bei einem Eindrücken des Stößels gelangen die Nocken gegen Steuerflächen. Dadurch erfolgt eine Drehung des Stößels um einen vorgegebenen Winkel, so dass die Nocken, die sich zuvor in einer Nut einer Hülse bewegt haben, an einem axialen Herausbewegen gehindert sind. Durch erneutes Drücken gelangen die Nocken mit weiteren Steuerflächen in Eingriff, wodurch der Stößel erneut um einen vorgegebenen Betrag gedreht wird, so dass die Nocken wieder mit den Nuten ausgerichtet sind und sich der Stößel nach außen bewegen kann. Aus DE 202 11 093 U1 ist darüber hinaus eine Vorrichtung zum Überwachen der Schließstellung eines Tankdeckels bekannt mit einem am oder im Tankdeckel angeordneten Magneten und einem am Tankstutzen angeordneten Magnetschalter.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Betätigungsvorrichtung für eine Klappe in einem Automobil mit einer Push-Push-Kinematik zu versehen, die mit weniger Aufwand hergestellt werden kann und einem geringeren Verschleiß unterliegt.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind folgende Merkmale enthalten:
    • • Ein Gehäuse, das geeignet ist, in ein Automobil eingesetzt zu werden,
    • • ein im Gehäuse axial beweglich gelagerter Stößel, der in allen axialen Stellungen teilweise über eine Gehäuseöffnung aus dem Gehäuse herausragt und ein äußeres Betätigungsende aufweist, das mit der Klappe zusammenwirkt,
    • • eine Feder im Gehäuse, die den Stößel aus dem Gehäuse heraus vorspannt,
    • • ein den Stößel umgebender Ring, der axial fest und drehbar im Gehäuse gelagert ist,
    • • mindestens eine achsparallele Nut an der Außenseite des Stößels und mindestens einen Vorsprung am Innenumfang des Rings, der über einen weiten Verstellbereich des Stößels in die Nut eingreift, wodurch der Ring im Bereich der Nut seine Drehlage beibehält, wenn der Stößel axial bewegt wird,
    • • eine erste schräg zur Achse des Stößels verlaufende Ablenkfläche am Stößel zwischen der Nut und dem Betätigungsende, die mit dem Vorsprung des Rings zusammenwirkt und den Ring um einen vorgegebenen Winkelbetrag dreht, wenn der Stößel einen vorgegebenen ersten Hub in das Gehäuse hineinbewegt wird,
    • • eine zum Betätigungsende hin weisende Verriegelungsausnehmung am Stößel im Umfangsabstand zur ersten Anlenkfläche, die den Vorsprung aufnimmt, wenn der Stößel nach dem ersten Hub losgelassen wird, wodurch der Stößel nach einem Rückhub im Gehäuse in einer Verriegelungsposition verriegelt wird,
    • • eine zweite schräg zur Achse des Stößels verlaufende Ablenkfläche am Stößel zwischen Verriegelungsausnehmung und Betätigungsende, die mit dem Vorsprung zusammenwirkt, wenn der Stößel aus der Verriegelungsposition mit einem zweiten Hub weiter in das Gehäuse hineingedrückt wird, wodurch der Ring um einen weiteren Winkelbetrag gedreht wird und der Vorsprung mit der Nut ausgerichtet und der Stößel in seine ausgefahrene Stellung bewegbar ist.
  • Mit der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung bzw. dem dabei verwendeten Push-Push-Teil lässt sich eine Reihe von Vorteilen erzielen. Die erfindungsgemäße Push-Push-Kinematik enthält ein Minimum an Bauteilen und ist mit wenig Aufwand herstellbar. Da ausschließlich Kunststoffteile einsetzbar sind, lässt sich die Dauerfestigkeit verbessern. Darüber hinaus lässt sich auch die Toleranz enger gestalten. Die erfindungsgemäße Push-Push-Kinematik hat eine einfache Geometrie in der Mechanik und lässt sich auch voll automatisch montieren. Die erfindungsgemäße Push-Push-Kinematik ermöglicht einen modularen Aufbau für verschiedene Anforderungen. Sie benötigt einen geringen Bauraum.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist der Stößel drei in gleichem Umfangsabstand angeordnete achsparallele Nuten auf sowie erste und zweite Ablenkflächen und drei Verriegelungsausnehmungen. Der Ring weist am Innenumfang drei in gleichmäßigem Umfangsabstand angeordnete Vorsprünge auf. Bei dieser Ausgestaltung dreht sich der Ring bei einer Verstellung des Stößels aus der geöffneten in die verriegelte und wiederum in die entriegelte Stellung um 120°. Dies lässt sich mit geeigneten Steuerflächen leicht realisieren.
  • Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Push-Push-Kinematik wird sicherer, wenn der Ring unter Bremswirkung im Gehäuse drehbar gelagert ist. Zu diesem Zweck kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung der Ring an der Außenseite mindestens eine tangential angeordnete Federzunge aufweisen, deren Ende im entspannten Zustand über den Außenumfang des Rings hinaussteht. Im eingebauten Zustand liegt die Federzunge unter Spannung an einer zylindrischen Wand des Gehäuses an. Dadurch lässt sich der Ring nur beim Aufbringen einer vorgegebene Drehkraft verdrehen. In diesem Zusammenhang sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, dass die zylindrische Wand eine sägezahnförmige Rastzahnung aufweist, derart, dass der Ring nur in einer Richtung verdrehbar ist, während in der entgegengesetzten Richtung die Federzunge mit der Rastzahnung zusammenwirkt. Eine Verdrehung des Rings in die entgegengesetzte Richtung würde die Kinematik außer Kontrolle bringen.
  • Um eine einfache Montage zu ermöglichen, sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, dass eine Gehäuseöffnung in einem Deckelabschnitt geformt ist, der rastend auf das Gehäuse aufsetzbar ist. Der Ring wird dabei vorzugsweise von einer inneren Ringausnehmung des Deckels aufgenommen.
  • Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung sind erste und zweite Ablenkflächen sowie die Verriegelungsausnehmung an radialen Erhebungen des Stößels geformt.
  • Um zu verhindern, dass Verunreinigungen in die Push-Push-Konstruktion eindringen, ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass auf der Außenseite des Gehäuses eine den Stößel außerhalb des Gehäuses überdeckende, axial zusammenfaltbare Haube aus flexiblem Material angebracht ist. Diese Haube wird vorzugsweise formschlüssig mit dem Stößel bzw. dem Gehäuse bzw. dem Deckel verbunden.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert:
  • 1 zeigt einen Schnitt durch eine Push-Push-Kinematik nach der Erfindung im geöffneten Zustand.
  • 2 zeigt die Push-Push-Kinematik nach 1 im verriegelten Zustand.
  • 3 zeigt die Push-Push-Kinematik nach 1 oder 2 im entriegelten Zustand.
  • 4 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach 1 entlang der Linie 4-4.
  • 5 zeigt perspektivisch den Stößel der Push-Push-Kinematik nach 1.
  • 6 zeigt perspektivisch den Stößel der Push-Push-Kinematik nach 2.
  • 7 zeigt perspektivisch den Stößel der Push-Push-Kinematik nach 3.
  • In den 1 bis 3 weist eine Betätigungsvorrichtung ein Gehäuse 10 auf, das ein nach oben offenes Gehäuseunterteil 12 aufweist sowie ein Deckelteil 14. Das Deckelteil 14 ist über eine Schnapp- oder Schweißverbindung mit dem Gehäuseunterteil verbunden. Diese soll jedoch im Einzelnen nicht beschrieben werden.
  • Im Gehäuseunterteil 12 befindet sich ein annähernd zylindrischer, axialer Hohlraum 18, in dem ein Stößel 20 aufnehmbar ist. Im Hohlraum 18 befindet sich auch eine Schraubenfeder 22, die sich an ihrem unteren Ende an einem Widerlager 24 abstützt. An ihrem oberen Ende umgibt sie einen Zapfen 26 des Stößels am unteren Ende. Oberhalb des Zapfens 26 weist der Stößel einen radialen Flansch 28 auf, an dem sich die Feder 22 abstützt. Der Flansch hat außerdem radiale Vorsprünge 30, die in achsparallelen Nuten innerhalb des Hohlraums 18 eingreifen, sodass der Stößel bei einer Auf- und Abbewegung nur eine lineare Bewegung ausführt.
  • Der Stößel 20 erstreckt sich je nach seiner Position in den 1 bis 3 unterschiedlich weit über eine Öffnung 34 im Deckelteil 14 nach oben. Die Öffnung 34 weitet sich nach oben trompetenartig. In einer Ausnehmung des Deckelteils 14 sitzt außerdem ein Ring 36. Die Form des Ringes 36 ist in 4 zu erkennen. Der Ring 36 weist am Innenumfang drei im gleichen Abstand voneinander angeordnete Vorsprünge 38 auf, die in achsparallele Nuten 40 des Stößels 20 eingreifen. An der Außenseite sind zwischen jeweils den Vorsprüngen 38 tangential angeordnete Federzungen 42 geformt, die im entspannten Zustand über den Außenumfang des Rings 36 hinausstehen. Sie wirken mit der zylindrischen Innenwandung des Hohlraums 18 zusammen und bremsen dadurch die Drehung des Rings 36, die – wie noch zu zeigen sein wird – entgegengesetzt der Uhrzeigerrichtung erfolgt. In der Wandung im Hohlraum 18 ist außerdem eine Sägezahnung 44 geformt. Sie sorgt dafür, dass der Ring 36 sich nicht in Uhrzeigerrichtung verdrehen kann, weil sonst jeweils eine Zunge mit einem Zahn der Sägezahnung 44 hemmend zusammenwirkt.
  • Die Nuten 40 sind durch entsprechende Erhebungen an der Außenseite des Stößels 20 geformt. Die Erhebungen bilden an der oberen Kante eine nach oben offene Verriegelungsausnehmung 46 von dreieckförmiger Kontur. Auf beiden Seiten der Verriegelungsausnehmung 46 sind Schrägflächen gezeigt. Jeweils oberhalb einer achsparallelen Nut 40 ist eine weitere Erhebung 48 am Stößel 20 geformt, die eine untere schräg verlaufende erste Ablenkfläche 50 bildet. Zwischen den Erhebungen 48 ist eine weitere Erhebung 52 an der Außenseite des Stößels 20 geformt mit einer unteren zweiten Ablenkfläche 54.
  • In der Darstellung nach 1 ist der Stößel 20 maximal ausgefahren, und sein Flansch 28 liegt an der Unterseite des Rings 36 an. Wird der Stößel durch Druck von oben, wie durch Pfeil 56 angedeutet, nach unten gedrückt, wird die Feder 22 komprimiert und die Vorsprünge 38 laufen entlang den achsparallelen Nuten 40. Bei einem weiteren Zusammendrücken kommen die Vorsprünge 38 mit den Ablenkflächen 50 in Berührung. Dadurch wird der Ring 36 um einen gewissen Winkel entgegengesetzt der Uhrzeigerrichtung verdreht. Wird danach die Kraft 56 beendet, drückt die Feder 22 den Stößel wieder nach oben, wodurch die Vorsprünge 38 von den Verriegelungsausnehmungen 46 aufgenommen werden. Dies ist in 2 dargestellt. Die Vorsprünge 38 und die Verriegelungsausnehmungen 46 sind in 2 nicht zu erkennen. In der Position nach 2 ist die Push-Push-Kinematik in der gezeigten Stellung verriegelt.
  • Soll diese Verriegelung aufgehoben werden, wird ein Druck auf den Stößel 20 ausgeübt gemäß 3, wodurch der Stößel 20 noch weiter gegenüber der Position nach 2 in den Hohlraum 18 hineinbewegt wird. Dadurch kommt die Verriegelungsausnehmung 46 von dem Vorsprung 38 frei und die Ablenkflächen 54 gelangen mit den Vorsprüngen 38 in Kontakt. Dadurch wird der Ring 36 wiederum um einen weiteren Winkel gedreht, und zwar so weit, dass die Vorsprünge 38 wieder mit den Nuten 40 ausgerichtet sind. Wird nun der Stößel 20 losgelassen, drückt die Feder 22 den Stößel 20 wieder nach oben und er bewegt sich zurück in die in 1 gezeigte Position.
  • Mithin kann zum Beispiel eine Tankklappe, die vom Stößel 20 beaufschlagt ist, gegen die Feder 22 in eine Verriegelungsstellung gebracht werden, in der sie mit der Außenseite des Karosserieblechs fluchtet. Wird die Klappe nach erfolgter Entriegelung nach innen gedrückt, wird die Verriegelungsstellung der Push-Push-Vorrichtung aufgehoben und der Stößel kann nunmehr die Klappe gemäß 1 um einen bestimmten Winkel nach außen schwenken. Dies ist nicht gezeigt. Dieses Prinzip ist jedoch allgemein bekannt.
  • Wie in den 1 und 3 ferner zu erkennen, ist an dem Deckelteil 14 eine Haube 60 aus einem flexiblen Material angebracht. Die Haube weist einen Ringwulst an der Innenseite bei 62 auf, der mit einer Ringnut 64 im Stößel 20 zusammenwirkt. Eine innere Ringnut 64a am unteren Ende der Haube 60 nimmt einen Ringflansch 66 des Deckelteils 14 auf. Dadurch ist die Haube 60 formschlüssig mit dem Deckelteil 14 verbunden. Bei einem Druck auf die Haube 60 und damit auf den Stößel 20 gemäß 1 (Bezugszeichen 56) faltet sich die Haube 60 zusammen, wobei eine Hauptfalte 68 von der trompetenförmigen Erweiterung der Öffnung 34 im Deckelteil 14 aufgenommen wird.
  • In den 5 bis 7 sind Stößel 20 und Ring 36 vergrößert gesondert herausgestellt, und zwar entsprechend den in den 1 bis 3 angegebenen Positionen.
  • Man erkennt, dass die Erhebungen 48, 52 an der Oberseite eine Anschrägung aufweisen. Diese vereinfachen die Montage. Bei der Montage ist zunächst das Gehäuse 10 geöffnet, und als erstes wird die Feder 22 eingeführt. Der Stößel 20 wird durch den Ring 36 hindurchgeführt, und diese Anordnung wird in das Deckelteil 14 eingesetzt. Anschließend wird die Haube 60 am Deckelteil 14 befestigt. Diese gesamte vormontierte Anordnung wird anschließend über die Rast- oder Schweißverbindung 16 mit dem Gehäuseunterteil 12 verbunden. Diese Montage kann auch vollständig automatisch durchgeführt werden.

Claims (14)

  1. Betätigungsvorrichtung für eine schwenkbar gelagerte Klappe in oder an einem Automobil, insbesondere für eine Tankklappe, mit einer Push-Push-Kinematik, die mit einer Seite der Klappe zusammenwirkt, wobei die Push-Push-Kinematik die folgenden Merkmale aufweist: • Ein Gehäuse (10), das geeignet ist, in ein Automobil eingebaut zu werden, • ein im Gehäuse (10) axial beweglich gelagerter Stößel (20), der in allen axialen Stellungen teilweise über eine Gehäuseöffnung (34) aus dem Gehäuse (10) herausragt und ein äußeres Betätigungsende aufweist, das mit der Klappe zusammenwirkt, • eine Feder (22) im Gehäuse (10), die den Stößel (20) aus dem Gehäuse (10) heraus vorspannt, • ein den Stößel (20) umgebender Ring (36), der axial fest und drehbar im Gehäuse (10) gelagert ist, • mindestens eine achsparallele Nut (40) an der Außenseite des Stößels (20) und mindestens einen Vorsprung (38) am Innenumfang des Rings (36), der über einen weiteren Verstellbereich des Stößels (20) mit der Nut (40) in Eingriff bringbar ist, wodurch der Ring (36) in dem Bereich der Nut (40) seine Drehlage beibehält, wenn der Stößel (20) axial bewegt wird, • eine erste schräg zur Achse des Stößels (20) verlaufende Ablenkfläche (50) am Stößel (20) zwischen der Nut (40) und dem Betätigungsende, die mit dem Vorsprung (38) des Rings (36) zusammenwirkt und den Ring (36) um einen vorgegebenen Winkelbetrag dreht, wenn der Stößel (20) um einen vorgegebenen ersten Hub in das Gehäuse (10) hinein bewegt wird, • eine zum Betätigungsende hin weisende Verriegelungsausnehmung (46) am Stößel (20) im Umfangsabstand zur ersten Ablenkfläche (50), die den Vorsprung (38) aufnimmt, wenn der Stößel (20) nach dem ersten Hub losgelassen wird, wodurch der Stößel (20) nach einem Rückhub im Gehäuse (10) in einer Verriegelungsposition verriegelt ist, • eine zweite schräg zur Achse des Stößels (20) verlaufende Ablenkfläche (54) zwischen der Verriegelungsausnehmung (46) und dem Betätigungsende, die mit dem Vorsprung (38) zusammenwirkt, wenn der Stößel (20) aus der Verriegelungsposition mit einem zweiten Hub weiter in das Gehäuse (10) hinein bewegt wird, wodurch der Ring (36) um einen vorgegebenen zweiten Winkelbetrag gedreht wird und der Vorsprung (38) mit der Nut (40) ausgerichtet und der Stößel (20) in seine am weitesten ausfahrbare Position bewegbar ist.
  2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass der Stößel (20) drei im gleichen Umfangsabstand angeordnete achsparallele Nuten (40), erste und zweite Ablenkflächen (50, 54) und Verriegelungsausnehmungen (46) aufweist und der Ring (36) am Innenumfang drei in gleichem Abstand angeordnete Vorsprünge (38) aufweist.
  3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet dass der Ring (36) unter Bremswirkung im Gehäuse (10) drehbar gelagert ist.
  4. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet dass der Ring (36) an der Außenseite mindestens eine tangential angeordnete Federzunge (42) aufweist, deren Ende im entspannten Zustand über den Außenumfang des Rings (36) hinaussteht und die unter Spannung gegen eine zylindrische Wand des Gehäuses (10) anliegt.
  5. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet dass die zylindrische Wand eine sägezahnförmige Rastzahnung (44) aufweist, derart, dass der Ring (36) nur in einer Drehrichtung verdrehbar ist, während in der entgegengesetzten Drehrichtung die Federzunge (42) mit der Rastzahnung (44) hemmend zusammenwirkt.
  6. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet dass die Gehäuseöffnung (34) in einem Deckelteil (14) geformt ist, das rastend auf das Gehäuse (10) aufsetzbar ist.
  7. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet dass der Ring (36) in einer inneren Ringausnehmung des Deckelteils (14) aufgenommen ist.
  8. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet dass der Stößel (20) mindestens einen radialen Vorsprung (28) aufweist, gegen den die Feder (22) anliegt und der seinerseits gegen den Ring (36) anliegt, wenn der Stößel (20) in seiner am weitesten ausgefahrenen Position ist.
  9. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet dass erste und zweite Ablenkflächen (50, 54) sowie die Verriegelungsausnehmung (46) an radialen Erhebungen (48, 52) des Stößels (20) geformt sind.
  10. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet dass die achsparallele Nut (40) zwischen benachbarten Erhebungen (48, 52) des Stößels (20) geformt ist.
  11. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet dass auf der Außenseite des Gehäuses (10) eine den Stößel (20) außerhalb des Gehäuses (10) überdeckende, axial zusammenfaltbare Haube (60) aus flexiblem Material angebracht ist.
  12. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet dass die Haube (60) mittels eines inneren Ringwulstes (62) mit einer Ringnut (64) des Stößels (20) haltend zusammenwirkt.
  13. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet dass die Haube (60) am offenen Ende einen radial nach innen weisenden Flansch hat, der in eine äußere Ringnut des Gehäuses (10) bzw. des Deckelteils (14) eingreift.
  14. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet dass die Ringnut von einem radial nach außen weisenden Flansch (66) begrenzt wird, der in eine innere Ringnut (64a) der Haube (60) eingreift.
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