DE102009001178B4

DE102009001178B4 - Staufach

Info

Publication number: DE102009001178B4
Application number: DE200910001178
Authority: DE
Inventors: Karl-Friedrich Wingert
Original assignee: Faurecia Innenraum Systeme GmbH
Current assignee: Faurecia Innenraum Systeme GmbH
Priority date: 2009-02-26
Filing date: 2009-02-26
Publication date: 2013-03-14
Anticipated expiration: 2029-02-27
Also published as: EP2401457A1; DE102009001178A1; WO2010097133A1

Abstract

Staufach mit einem Deckel (102) zum Verschließen einer Entnahmeöffnung und mit einer Vorrichtung (112) zur Dämpfung einer Öffnungsbewegung des Deckels, wobei die Vorrichtung ein elastisches Element (118) aufweist, welches eine nichtlineare Kraft-Weg Kennlinie hat und bei der Öffnungsbewegung so verformt wird, dass es eine Rückstellkraft auf den Deckel ausübt, wobei die Vorrichtung mit einem pneumatischen Druck beaufschlagbar ist, aufgrund dessen der Deckel aus seiner Öffnungsposition in seine Schließposition bewegt wird, wobei das elastische Element einen ersten Kennlinienbereich seiner Kraft-Weg-Kennlinie mit einer ersten Steigung und einen zweiten Kennlinienbereich mit einer zweiten Steigung aufweist, wobei die zweite Steigung größer als die erste Steigung ist und wobei der erste Kennlinienbereich bei der Öffnungsbewegung von der Schließposition in die Öffnungsposition vor dem zweiten Kennlinienbereich durchfahren wird, wobei das Staufach als Kraftfahrzeugstaufach ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Staufach, insbesondere ein Kraftfahrzeugstaufach, wie zum Beispiel einen Handschuhkasten.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verriegelungsvorrichtungen zur Verriegelung des Deckels eines Handschuhkastens in seiner Schließposition bekannt, wie zum Beispiel aus DE 20 2005 020 853 U1 , DE 100 36 945 A1 , DE 10 2007 000 899 , DE 10 2006 004 629 A1 sowie der zum Anmeldezeitpunkt unveröffentlichten DE 10 2008 043 229 .
Aus der zum Anmeldezeitpunkt ebenfalls unveröffentlichten DE 10 2008 000 802 ist ferner ein Handschuhkasten mit einem elektrischen Antrieb zum Öffnen und Schließen des Deckels bekannt.
EP 0049716 A1 beschreibt einen Überkopf-Gepäckkasten welcher insbesondere für Passagierflugzeuge konzipiert ist. Jede dieser Gepäckkasten ist durch einen power von Gelenksarmen ungleicher Länge gehalten, welcher den Überkopf-Gepäckkasten in einer Gleitbewegung nach vorne unten in Richtung des Passagiers, der den Kasten öffnen will, bewegt. Im Zuge der Gleitbewegung gibt der Kasten nach vorne und ermöglicht dadurch den Zugriff auf den Inhalt des Überkopf-Gepäckkastens.
DE 60105857 T2 beschreibt einen zylinderförmig in Luftdämpfer für den Einsatz in zum Beispiel Handschuhfächern für Kraftfahrtzeuge. Der Luftdämpfer umfasst einen rohrförmigen Zylinder mit gegenüberliegenden offenen ändern, einen Kolben, welcher im Zylinder bewegbar ist, eine Endklappe mit einem Ventil, eine erste Druckschraubfeder eines größeren Durchmessers und eine Schnur, die eine Dämpfungswirkung auf allen zu öffnen das Objekt, zum Beispiel ein Handschuhfach, überträgt.
EP 102005026166 A1 beschreibt eine automatische Handschuhkastenbetätigung mittels eines Näherungssensors. Der Deckel des Handschuhkastens ist über einen Näherungssensor automatisch ver- und entriegelbar. Der Näherungssensor kann bei einem abgestellten Fahrzeug gleichzeitig zur Fahrzeuginnenüberwachung verwendet werden.
EP 0562284 A1 beschreibt ein zylinderförmiges Dämpfungselement für Gepäckfächer. Das Dämpfungselement umfasst einen Zylinderkörper, welcher einen beweglich angebrachten Kolben und eine Feder beinhaltet. Der Kolben ist über ein Seil mit einem zu öffnenden Gepäckfach verbunden. Beim Öffnen des Gepäckfaches wird der Kolben in Richtung der Feder bewegt und die Feder gestaucht, so dass die Feder eine Rückstellkraft auf den Kolben ausübt.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Staufach, insbesondere ein Kraftfahrzeugstaufach, wie zum Beispiel einen Handschuhkasten zu schaffen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Nach Ausführungsformen der Erfindung wird ein Staufach mit einem Deckel zum Verschließen einer Entnahmeöffnung des Staufachs geschaffen sowie mit einer Vorrichtung zur Dämpfung einer Öffnungsbewegung des Deckels. Die Vorrichtung weist ein elastisches Element auf, welches bei der Öffnungsbewegung so verformt wird, dass es eine Rückstellkraft auf den Deckel ausübt. Die Vorrichtung ist ferner mit einem pneumatischen Druck beaufschlagbar, wobei der Deckel aufgrund der Beaufschlagung mit dem pneumatischen Druck von seiner Öffnungsposition in seine Schließposition bewegt wird.
Ausführungsformen der Erfindung sind besonders vorteilhaft, da die bisher im Stand der Technik übliche aufwändige und schwere Mechanik zur Realisierung eines elektromotorischen Antriebs zum Öffnen und Schließen des Deckels entfallen kann. Erfindungsgemäß wird vielmehr der Antrieb zum Schließen des Deckels in die Vorrichtung zur Dämpfung der Öffnungsbewegung integriert, indem diese Vorrichtung so ausgebildet wird, dass sie mit einem pneumatischen Druck beaufschlagbar ist, aufgrund dessen der Deckel in seine Schließposition bewegt wird. Neben der Gewichtsersparnis hat dies ferner den Vorteil, dass ein solcher Antrieb für den Deckel besonders kostengünstig realisiert werden kann. Insbesondere kann zur Beaufschlagung der Vorrichtung mit dem pneumatischen Druck ein in dem Kraftfahrzeug ohnehin vorhandener Druckbehälter verwendet werden.
Ausführungsformen der Erfindung sind ferner besonders vorteilhaft, da auch bei manuellem Schließen des Deckels nicht die Gefahr einer Beschädigung des Antriebs des Deckels besteht, da dieser ja in die Vorrichtung zur Dämpfung integriert ist. Damit wird ein in dem Stand der Technik bisher ungelöstes Problem auf effiziente und kostengünstige Art und Weise gelöst, da aufgrund des Wegfalls der aufwändigen und schweren Mechanik für den elektromotorischen Antrieb diese auch nicht beschädigt werden kann, wenn ein Nutzer versucht, den Deckel manuell in seine Schließposition zu bringen.
Ausführungsformen der Erfindung sind ferner besonders vorteilhaft, da das Schließen des Deckels weitgehend geräuschlos erfolgt, da hierzu lediglich die Vorrichtung zur Dämpfung mit dem pneumatischen Druck beaufschlagt wird. Im Gegensatz zum Stand der Technik entfällt beispielsweise das Geräusch eines elektromotorischen Antriebs.
Ausführungsformen der Erfindung sind ferner besonders vorteilhaft, da aufgrund der Ausbildung des Antriebs des Deckels ein Einklemmschutz gegeben ist. Die auf den Deckel wirkende Kraft, die aus der Rückstellkraft des elastischen Elements und des pneumatischen Drucks resultiert, kann nämlich so dimensioniert sein, dass eine Verletzung des Nutzers durch Einklemmen zum Beispiel eines Fingers bei der Schließbewegung des Deckels ausgeschlossen werden kann. Insbesondere ist es möglich, dass der Nutzer während des Schließvorgangs den Deckel entgegen der Schließrichtung manuell in Richtung auf die Öffnungsposition ziehen kann, wodurch ein Einklemmschutz gegeben ist. Von besonderem Vorteil ist dabei, dass dies ohne Beschädigung des Staufachs erfolgen kann.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird das elastische Element beim Öffnen des Deckels gestaucht, wohingegen zum Schließen des Deckels die Vorrichtung mit einem Unterdruck beaufschlagt wird. Das elastische Element kann aber auch als Rückzugselement ausgebildet sein, das bei der Öffnung des Deckels gedehnt wird. Ebenso sind Ausführungsformen möglich, bei denen die Vorrichtung mit einem Überdruck statt mit einem Unterdruck beaufschlagt wird.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Dämpfung der Öffnungsbewegung des Deckels allein aufgrund des elastischen Elements. Bei der Schließbewegung resultiert aufgrund der Rückstellkraft des elastischen Elements und des pneumatischen Drucks, mit dem die Vorrichtung beaufschlagt wird, eine resultierende Rückstellkraft, die groß genug ist, um den Deckel von der Öffnungsposition in die Schließposition zu bewegen.
Nach Ausführungsformen der Erfindung ist das elastische Element so ausgebildet, dass der Deckel die Öffnungsbewegung entgegen der Rückstellkraft des elastischen Elements aufgrund seines Eigengewichts durchführt. Je nach Anordnung des Deckels weist das elastische Element eine nichtlineare Kraft-Weg-Kennlinie auf, um eine Öffnungsbewegung mit annähernd konstanter Winkelgeschwindigkeit zu ermöglichen.
Beispielsweise ist an dem unteren Rand des Deckels eine Achse angeordnet, wie im Stand der Technik für Handschuhkästen allgemein üblich. Der Deckel kann dann von oben nach unten aus seiner im Wesentlichen vertikalen Schließposition in seine im Wesentlichen horizontale Öffnungsposition aufschwenkbar sein. Nach Ausführungsformen der Erfindung hat das elastische Element einen ersten Kennlinienbereich mit einer ersten Steigung und einen zweiten Kennlinienbereich mit einer zweiten Steigung, wobei die zweite Steigung größer ist als die erste Steigung. Mit anderen Worten ist das elastische Element also in dem zweiten Kennlinienbereich steifer als in dem ersten Kennlinienbereich. Bei einer Öffnungsbewegung des Deckels wird von der Schließposition ausgehend zunächst der erste Kennlinienbereich durchfahren, da zunächst das auf den Deckel aufgrund des Eigengewichts wirkende Drehmoment relativ gering ist, wenn der Deckel aus seiner nahezu vertikalen Schließposition geschwenkt wird. Mit größer werdendem Öffnungswinkel des Deckels steigt auch dieses Drehmoment. Zur Erreichung einer zumindest näherungsweise konstanten Winkelgeschwindigkeit bei der Öffnung des Deckels wird daher nach einer initialen Öffnung des Deckels der zweite Kennlinienbereich durchfahren.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist das nichtlineare elastische Element als eine Schraubenfeder mit Bereichen unterschiedlicher Steigungen oder als Kunststoffelement ausgebildet.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist die Vorrichtung zur Dämpfung über ein steuerbares Ventil mit einem Druckbehälter verbindbar, um die Vorrichtung durch Schalten des Ventils mit dem pneumatischen Druck zu beaufschlagen. Beispielsweise wird die Vorrichtung in einem ersten Schaltzustand des Ventils von dem Druckbehälter getrennt, sodass die Vorrichtung nicht mit einem Druck beaufschlagt wird, das heißt, es liegt im Wesentlichen der Atmosphärendruck in der Vorrichtung vor. In einem zweiten Schaltzustand des Ventils wird die Vorrichtung dagegen mit dem Druckbehälter verbunden, sodass die Vorrichtung mit dem pneumatischen Druck beaufschlagt wird.
Nach Ausführungsformen der Erfindung hat das Staufach ein Betätigungselement, welches beispielsweise an dem Deckel oder an der Instrumententafel des Kraftfahrzeugs angeordnet sein kann. Bei dem Betätigungselement kann es sich um einen mechanischen Schalter oder einen Sensor, wie zum Beispiel einen Näherungssensor, insbesondere einen kapazitiven Näherungssensor oder einen optischen Sensor, handeln. Das Betätigungselement ist mit einer Steuerung verbunden, welche ein Schaltsignal zum Schalten des steuerbaren Ventils generieren kann. Beispielsweise kann ein Nutzer das Betätigungselement zum Schließen des Deckels betätigen. Dann wird von der Steuerung ein Schaltsignal generiert, um das steuerbare Ventil in seinen zweiten Schaltzustand zu bringen, in dem die Vorrichtung mit dem pneumatischen Druck beaufschlagt wird, um den Deckel zu schließen.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung hat die Vorrichtung einen Hohlkörper, in dem sich ein Kolben befindet. Der Kolben wird von dem elastischen Element mit der Rückstellkraft beaufschlagt, wenn der Deckel aus seiner Schließposition heraus bewegt wird. Das elastische Element kann auch mit einer Vorspannung montiert sein, sodass auch dann eine Rückstellkraft auf den Kolben wirkt, wenn sich der Deckel in seiner Schließposition befindet. Der Kolben unterteilt den Hohlkörper in einen ersten und in einen zweiten Bereich, wobei sich in dem ersten Bereich das elastische Element befindet. Der zweite Bereich ist dagegen zur Beaufschlagung mit dem pneumatischen Druck, d. h. bei dieser Ausführungsform einem Unterdruck, ausgebildet. Alternativ kann der erste Bereich mit einem Überdruck beaufschlagt werden. Als weitere Alternative kann das elastische Element in dem zweiten Bereich angeordnet sein, wo dieses dann bei der Öffnungsbewegung des Deckels gedehnt statt gestaucht wird.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist der Kolben über ein Seil mit dem Deckel mechanisch gekoppelt. Aufgrund dieser mechanischen Kopplung wird die Öffnungsbewegung des Deckels gedämpft und der Deckel wird über das Seil angetrieben, um aus einer Öffnungsposition in die Schließposition bewegt zu werden.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung hat das Staufach eine Verriegelungsvorrichtung, die ein Verriegelungselement zur Verriegelung des Deckels in der Schließposition aufweist. Beispielsweise kann das Verriegelungselement als Falle ausgebildet sein, die entgegen der Kraft einer Feder aus einer Verriegelungsposition in eine Entriegelungsposition bewegbar ist.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann das Verriegelungselement durch Beaufschlagung mit einem pneumatischen Druck in seine Entriegelungsposition gebracht werden. Hierzu kann ein zweites steuerbares Ventil vorgesehen sein, durch welches die Verriegelungsvorrichtung mit dem Druckbehälter verbindbar ist, um die Verriegelungsvorrichtung mit dem pneumatischen Druck zu beaufschlagen, durch welchen das Verriegelungselement in seine Entriegelungsposition bewegt wird. Beispielsweise wird zur Öffnung des Deckels ein Betätigungselement betätigt, welches mit der Steuerung verbunden ist. Dabei kann es sich um dasselbe oder um ein anderes Betätigungselement handeln, welches zum Schließen des Deckels betätigt wird. Aufgrund der Betätigung des Betätigungselements zum Öffnen des Deckels generiert die Steuerung ein Schaltsignal für das zweite steuerbare Ventil, wodurch die Verriegelungsvorrichtung mit dem pneumatischen Druck beaufschlagt wird, sodass sich das Verriegelungselement in seine Entriegelungsposition bewegt. Daraufhin öffnet sich der Deckel aufgrund seines Eigengewichts.
Die Entriegelung der Verriegelungsvorrichtung durch Beaufschlagung mit dem pneumatischen Druck ist besonders vorteilhaft, da dies mit geringem konstruktiven Aufwand, geringen Kosten und geringem Gewicht realisierbar ist. Besonders vorteilhaft ist, wenn die Verriegelungsvorrichtung über das zweite steuerbare Ventil mit demselben Druckbehälter verbindbar ist, mit dem auch das erste steuerbare Ventil verbunden ist.
Von weiterem besonderem Vorteil ist, dass eine Entriegelung der Verriegelungsvorrichtung nur dann möglich ist, wenn die Steuerungsvorrichtung mit elektrischer Energie versorgt wird. Nach Betätigung zum Beispiel der Zentralverriegelung des Kraftfahrzeugs wird die Steuerung aber von der Batteriespannung getrennt, sodass dann also der Deckel nicht geöffnet werden kann. Dies hat den weiteren besonderen Vorteil, dass ein separates Schloss zum Verschließen des Deckels nicht erforderlich ist.
Von weiterem Vorteil ist, dass zur Entriegelung der Verriegelungsvorrichtung es nicht erforderlich ist, dass der Motor des Kraftfahrzeugs läuft. Bleibt beispielsweise im Fall eines Unfalls der Motor des Kraftfahrzeugs stehen, so ist dennoch einen Entriegelung des Deckels möglich, da hierfür lediglich die Batteriespannung zur Versorgung des Steuerungsgeräts mit elektrischer Energie und der Druckbehälter mit dem Unterdruck erforderlich sind. Auch im Falle eines Unfalls kann also der Deckel des Handschuhkastens noch geöffnet werden.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung hat die Verriegelungsvorrichtung einen elektrischen, insbesondere einen piezoelektrischen, Aktuator zur Bewegung des Verriegelungselements. in eine Entriegelungsposition. Der Aktuator kann von der Steuerung angesteuert werden.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Staufach um ein Kraftfahrzeugstaufach, welches beispielsweise im Bereich der Instrumententafel, an einer Mittelkonsole oder im Heckbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Insbesondere kann es sich bei dem Staufach um einen Handschuhkasten handeln.
Im Weiteren werden Ausführungsformen der Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform der Erfindung, wenn sich der Deckel in seiner Schließposition befindet,
2 das Blockdiagramm der Ausführungsform der 1, wenn der Deckel aus seiner Schließposition in eine Öffnungsposition bewegt wird,
3 ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
4 ein Flussdiagramm zur Darstellung einer Arbeitsweise der Ausführungsform gemäß 1 und 2,
5 eine Kennlinie einer Ausführungsform des elastischen Elements.
Elemente der nachfolgenden Figuren, die einander entsprechen, sind mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
Die 1 zeigt schematisch ein Staufach 100, wie zum Beispiel einen Handschuhkasten, das einen Deckel 102 aufweist. An dem unteren Rand des Deckels 102 ist eine Achse 104 angeordnet, um die der Deckel 102 aus seiner in der 1 gezeigten Schließposition in Pfeilrichtung 106 aufgeschwenkt werden kann.
Der Deckel 102 ist über ein Seil 108 mit einem Kolben 110 verbunden, der sich in einem Hohlkörper 112 befindet. Der Hohlkörper 112 kann zum Beispiel zylinderförmig ausgebildet sein. Der Kolben 110 kann sich entlang der Längsachse des Hohlkörpers 112 bewegen und liegt druckdicht an den Rändern des Hohlkörpers 112 an. Durch den Kolben 110 wird der Hohlkörper 112 also in einen ersten Bereich 114 und einen zweiten Bereich 116 unterteilt. Wenn sich der Deckel 102 in seiner Schließposition befindet, so befindet sich der Kolben 110 an der Position x1 auf der x-Achse 144. Der Deckel 102 ist in seiner Schließposition leicht nach vorne geneigt, so dass auch in der Schließposition bereits aufgrund des Eigegenwichts des Deckels 102 ein Moment um die Achse 104 in Pfeilrichtung 106 wirkt.
In dem Bereich 114 ist ein elastisches Element 118 angeordnet. Das elastische Element 118 kann mit Vorspannung montiert sein, sodass es bereits in der in der 1 gezeigten Schließposition des Deckels 102 eine Rückstellkraft F_R auf den Kolben 110 ausübt. Durch diese Rückstellkraft F_R wird das Seil 108 gespannt, wenn sich der Deckel 102 in seiner Schließposition befindet. Hierdurch werden Klappergeräusche beim Betrieb des Kraftfahrzeugs verhindert.
Der Bereich 116 des Hohlkörpers 112 ist über eine Druckleitung 120 mit einem ersten steuerbaren Ventil 122 verbunden. Das Ventil 122 ist über eine Druckleitung 124 mit einem Behälter 126 verbunden. In dem Behälter 126 herrscht ein Unterdruck.
Über eine Druckleitung 128 ist der Behälter mit einem zweiten steuerbaren Ventil 130 verbunden, welches über eine Druckleitung 132 mit einer Verriegelungsvorrichtung 134 verbunden ist.
Die Verriegelungsvorrichtung 134 hat ein Verriegelungselement 136, welches beispielsweise als federbelastete Falle ausgebildet sein kann. In seiner Verriegelungsposition verriegelt das Verriegelungselement 136 den Deckel 102. Wenn das Verriegelungselement 136 in seine in der 1 gestrichelt gezeigte Position bewegt wird, so befindet es sich in seiner Entriegelungsposition, in der die Öffnungsbewegung des Deckels 102 in Pfeilrichtung 106 freigegeben wird.
Wenn sich der Deckel 102 in seiner Schließposition befindet, so hat das Ventil 122 einen ersten Schaltzustand, in dem der Bereich 116 nicht mit dem Unterdruck des Behälters 126 beaufschlagt wird. In diesem Schaltzustand herrscht in dem Bereich 116 der Atmosphärendruck. Ferner befindet sich das Ventil 130 ebenfalls in seinem ersten Schaltzustand, bei dem die Verriegelungsvorrichtung 134 nicht mit dem Unterdruck des Behälters 126 beaufschlagt wird, d. h. in der Verriegelungsvorrichtung 134 herrscht ebenfalls der Atmosphärendruck.
Die Ventile 120 und 130 können von einer Steuerung 138 angesteuert werden. Bei der Steuerung 138 kann es sich zum Beispiel um eine sogenannte Electronic Control Unit (ECU) des Kraftfahrzeugs handeln. Die Steuerung 138 ist zum Beispiel über einen Datenbus 140 mit zumindest einem Betätigungselement 142 verbunden. Das Betätigungselement 142 kann zum Beispiel auf dem Deckel 102 oder auf der Instrumententafel des Kraftfahrzeugs angeordnet sein.
Zur Öffnung des Deckels 102 wird beispielsweise wie folgt vorgegangen:
Ein Nutzer betätigt das Betätigungselement 142. Daraufhin generiert die Steuerung 138 ein Schaltsignal für das Ventil 130, sodass dieses aus seinem ersten Schaltzustand in seinen zweiten Schaltzustand übergeht, wodurch die Verriegelungsvorrichtung 134 mit dem Behälter 126 verbunden wird, und sodass also die Verriegelungsvorrichtung 134 mit dem Unterdruck des Behälters 126 beaufschlagt wird. Hierdurch wird das Verriegelungselement 136 aus seiner Verriegelungsposition in seine Entriegelungsposition bewegt. Der Deckel 102 schwenkt daraufhin aufgrund seines Eigengewichts in Pfeilrichtung 106 auf und komprimiert dabei das elastische Element 118. Nach einem definierten Zeitraum nach der Generierung des Schaltsignals für das Ventil 130 kann die Steuerung 138 ein weiteres Schaltsignal für das Ventil 130 generieren, um dieses wieder in seinen ersten Schaltzustand zu bringen, sodass das Verriegelungselement 136 wieder in seine Verriegelungsposition zurückfällt.
Die 2 zeigt den Deckel 102 während seiner Öffnungsbewegung. Ferner zeigt die 2 den Deckel 102 mit gestrichelten Linien in seiner Öffnungsposition.
Während der Öffnungsbewegung des Deckels 102 wird der Kolben 110 innerhalb des Hohlkörpers 112 entlang der x-Achse 144 verfahren. Beispielsweise erreicht der Kolben 110 in der halb geöffneten Position des Deckels 102 die Position x2. Während der Öffnungsbewegung des Deckels 102 wird das elastische Element 118 durch den Kolben 110 zunehmend gestaucht, sodass die Rückstellkraft F_R entsprechend der Kraft-Weg-Kennlinie des elastischen Elements 118 entsprechend zunimmt. Nachdem der Deckel 102 seine Öffnungsposition erreicht hat, d. h. wenn sich der Kolben 110 in der Position x3 befindet, hat die Rückstellkraft F_R ihr Maximum.
Die Kraft-Weg-Kennlinie des elastischen Elements 118 ist dabei so gewählt, dass sich der Deckel 102 nur aufgrund seiner Gewichtskraft öffnen kann. Aufgrund der Gewichtskraft des Deckels 102 wirkt nämlich ein Moment um die Achse 104 auf den Deckel 102, wobei dieses Moment mit größer werdendem Öffnungswinkel des Deckels 102 bei Aufschwenken in Pfeilrichtung 106 größer wird. Das elastische Element 118 hat vorzugsweise eine nichtlineare Kraft-Weg-Kennlinie, welche dem nichtlinearen Verlauf des auf den Deckel 102 wirkenden Moments in Abhängigkeit von dem Öffnungswinkel entspricht, sodass sich der Deckel 102 aufgrund seiner Gewichtskraft mit näherungsweise konstanter Geschwindigkeit öffnet.
Zum Schließen des Deckels 102 wird beispielsweise wie folgt vorgegangen: Der Benutzer betätigt erneut das Betätigungselement 142 oder ein anderes Betätigungselement, welches mit der Steuerung 138 verbunden ist. Die Steuerung 138 generiert daraufhin ein Schaltsignal für das Ventil 122, sodass der Bereich 116 mit dem Behälter 126 verbunden wird, sodass also der Bereich 116 mit dem Unterdruck des Behälters 126 beaufschlagt wird. Aufgrund des Unterdrucks in dem Bereich 116 resultiert eine weitere Kraft F_D auf den Kolben 110, und zwar additiv zu der Rückstellkraft F_R. Auf den Kolben 110 wirkt daher insgesamt die resultierende Kraft F = F_D + FR, die hinreichend groß ist, um den Deckel 102 aus seiner Öffnungsposition in seine Schließposition zurückzuschwenken.
Die Steuerung 138 kann so ausgebildet sein, dass eine definierte Zeitdauer nach dem Schalten des Ventils 122 in dessen zweiten Schaltzustand ein weiteres Schaltsignal generiert wird, um das Ventil 122 in seinen ersten Schaltzustand zurückzuschalten, nachdem nämlich der Deckel 102 in seine Schließposition zurückbewegt worden ist und er dort durch die Verriegelungsvorrichtung 134 arretiert worden ist.
Nach Ausführungsformen der Erfindung kann der Behälter 126 mit weiteren Aggregaten des Kraftfahrzeugs verbunden oder verbindbar sein, wie zum Beispiel mit dem Bremssystem des Kraftfahrzeugs, welches einen Unterdruck benötigt.
Nach Ausführungsformen der Erfindung ist die Verriegelungsvorrichtung 134 für eine manuelle Betätigung ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform wird also das Verriegelungselement 136 durch eine manuelle Betätigung von seiner Verriegelungsposition in seine Entriegelungsposition gebracht. Das Ventil 130 und die Druckleitungen 128 und 132 können dann entfallen.
Die 3 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Staufachs, bei dem die Verriegelungsvorrichtung 134 durch einen Aktuator 146 entriegelt wird. Bei dem Aktuator 146 kann es sich zum Beispiel um einen Elektromotor, einen Elektromagneten oder um einen piezoelektrischen Antrieb handeln. Zur Öffnung des Deckels 102 betätigt der Nutzer das Betätigungselement 142, woraufhin die Steuerung 138 ein Steuerungssignal für den Aktuator 146 generiert, der daraufhin das Verriegelungselement 136 aus seiner Verriegelungsposition in seine Entriegelungsposition bewegt, sodass sich der Deckel 102 öffnen kann. Zum Schließen des Deckels 102 wird so wie bei den Ausführungsformen der 1 und 2 vorgegangen.
Die 4 zeigt ein Flussdiagramm einer Arbeitsweise des Staufachs, insbesondere der Ausführungsformen der 1 und 2. In dem Schritt 200 befindet sich der Deckel in seiner Schließposition. In dem Schritt 202 wird ein Betätigungselement von dem Benutzer betätigt, um den Deckel zu öffnen. Daraufhin erfolgt in dem Schritt 204 eine Entriegelung des Deckels, sodass dieser in dem Schritt 206 aufgrund seines Eigengewichts eine Öffnungsbewegung durchführt, bis er seine Öffnungsposition erreicht hat. Bei dem Betätigungselement kann es sich um ein mechanisches Element für eine manuelle Betätigung durch den Nutzer handeln. Bei dieser Ausführungsform wird das Verriegelungselement der Verriegelungsvorrichtung manuell aus seiner Verriegelungsposition in seine Entriegelungsposition gebracht.
Alternativ handelt es sich bei dem Betätigungselement um einen Schalter oder einen Sensor, der mit der Steuerung verbunden ist, die daraufhin ein Schaltsignal zur Entriegelung der Verriegelungsvorrichtung generiert. Durch dieses Schaltsignal wird die Verregelungsvorrichtung beispielsweise mit einem Unterdruck beaufschlagt, sodass das Verriegelungselement in seine Entriegelungsposition bewegt wird. Alternativ wird durch das Schaltsignal ein Aktuator eingeschaltet, der das Verriegelungselement in seine Entriegelungsposition bewegt.
Zum Schließen des Deckels 102 wird in dem Schritt 208 ein Betätigungselement betätigt, welches mit der Steuerung verbunden ist. Die Steuerung generiert daraufhin ein Schaltsignal, durch welches in dem Schritt 210 ein Ventil angesteuert wird, sodass aufgrund eines Unterdrucks der Kolben in dem Schritt 212 in seine Schließposition bewegt wird. Wenn der Deckel in dem Schritt 214 seine Schließposition wieder erreicht hat, wird er dort von der Verriegelungsvorrichtung arretiert.
Die 5 zeigt schematisch eine Kraft-Weg-Kennlinie einer Ausführungsform des elastischen Elements 118, welches mit einer Vorspannung in dem Hohlkörper 112 montiert ist. In dem ersten Kennlinienbereich dieser Kennlinie zwischen den Positionen x1 und x2 hat die Kennlinie eine erste Steigung, wohingegen die Kennlinie zwischen den Positionen x2 und x3 eine zweite Steigung hat, die größer als die erste Steigung ist.
Bezugszeichenliste

100: Staufach
102: Deckel
104: Achse
106: Pfeilrichtung
108: Seil
110: Kolben
112: Hohlkörper
114: Bereich
116: Bereich
118: elastisches Element
120: Druckleitung
122: Ventil
124: Druckleitung
126: Behälter
128: Druckleitung
130: Ventil
132: Druckleitung
134: Verriegelungsvorrichtung
136: Verriegelungselement
138: Steuerung
140: Datenbus
142: Betätigungselement
144: x-Achse
146: Aktuator

Claims

Staufach mit einem Deckel (102) zum Verschließen einer Entnahmeöffnung und mit einer Vorrichtung (112) zur Dämpfung einer Öffnungsbewegung des Deckels, wobei die Vorrichtung ein elastisches Element (118) aufweist, welches eine nichtlineare Kraft-Weg Kennlinie hat und bei der Öffnungsbewegung so verformt wird, dass es eine Rückstellkraft auf den Deckel ausübt, wobei die Vorrichtung mit einem pneumatischen Druck beaufschlagbar ist, aufgrund dessen der Deckel aus seiner Öffnungsposition in seine Schließposition bewegt wird, wobei das elastische Element einen ersten Kennlinienbereich seiner Kraft-Weg-Kennlinie mit einer ersten Steigung und einen zweiten Kennlinienbereich mit einer zweiten Steigung aufweist, wobei die zweite Steigung größer als die erste Steigung ist und wobei der erste Kennlinienbereich bei der Öffnungsbewegung von der Schließposition in die Öffnungsposition vor dem zweiten Kennlinienbereich durchfahren wird, wobei das Staufach als Kraftfahrzeugstaufach ausgebildet ist.
Staufach nach Anspruch 1, wobei das elastische Element so ausgebildet ist, dass der Deckel die Öffnungsbewegung entgegen der Rückstellkraft aufgrund seines Eigengewichts durchführt.
Staufach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an einem unteren Rand des Deckels eine Achse (104) angeordnet ist, sodass der Deckel um die Achse aufschwenkbar ist.
Staufach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung über ein erstes steuerbares Ventil (122) mit einem Druckbehälter (126) verbindbar ist, um die Vorrichtung mit dem pneumatischen Druck zu beaufschlagen.
Staufach nach Anspruch 4, mit einer Steuerung (138) und einem Betätigungselement (142), wobei die Steuerung aufgrund einer Betätigung des Betätigungselements ein Schaltsignal generiert, um das Ventil so zu schalten, dass die Vorrichtung mit dem pneumatischen Druck beaufschlagt wird.
Staufach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung einen Hohlkörper aufweist, in dem ein Kolben angeordnet ist, der von dem elastischen Element mit der Rückstellkraft beaufschlagt wird, wobei durch den Kolben der Hohlkörper in einen ersten und einen zweiten Bereich unterteilt wird, wobei das elastische Element in dem ersten Bereich angeordnet ist, und wobei der zweite Bereich mit dem pneumatischen Druck beaufschlagbar ist.
Staufach nach Anspruch 6, wobei es sich bei dem Druck um einen Unterdruck handelt.
Staufach nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Kolben über ein Seil mit dem Deckel mechanisch gekoppelt ist.
Staufach nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Verriegelungsvorrichtung, die ein Verriegelungselement (136) zur Verriegelung des Deckels in seiner Schließposition aufweist.
Staufach nach Anspruch 9, wobei die Verriegelungsvorrichtung durch Beaufschlagen mit einem pneumatischen Druck entriegelbar ist.
Staufach nach Anspruch 10, mit einem zweiten steuerbaren Ventil, wobei die Verriegelungsvorrichtung über das zweite steuerbare Ventil mit dem Druckbehälter (126) verbindbar ist, um das Verriegelungselement zu entriegeln.
Staufach nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Verriegelungsvorrichtung von einen elektrischen oder piezoelektrischen Aktuator (146) entriegelbar ist.
Staufach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Staufach als Handschuhkasten ausgebildet ist.