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Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung zum Öffnen und Schließen einer Abdeckung in oder an einem Automobil, mit einer Push-Push-Kinematik, die mit der Abdeckung zusammenwirkt. Derartige Betätigungsvorrichtungen kommen zum Öffnen und Schließen von Tankklappen von Automobilen zum Einsatz und sind beispielsweise aus
DE 196 50 594 A1 bekannt. Aus
DE 10 2007 011 541 A1 ist eine Betätigungsvorrichtung bekannt, bei der eine Steuereinrichtung seitlich neben einem Verriegelungszapfen angeordnet und kinematisch mit dem Verriegelungszapfen verbunden ist. Auf diese Weise soll die Bauhöhe verringert werden. Nachteilig ist allerdings ein komplexer Aufbau mit einer Vielzahl von Bauteilen. Dadurch ist die bekannte Vorrichtung in der Praxis nicht immer ausreichend robust. Aus
DE 101 48 199 A1 ist eine Betätigungsvorrichtung bekannt, bei der ein Verriegelungszapfen um seine Längsachse bajonettverschlussartig drehbar gelagert ist. Auch diese Vorrichtung besitzt allerdings einen vergleichsweise aufwendigen und wenig robusten Aufbau. Es besteht außerdem ein Bedarf, auch Abdeckungen vergleichsweise kleiner Karosserieöffnungen mit Betätigungsvorrichtungen mit Push-Push-Kinematik zu versehen, wie sie zum Beispiel bei Elektrofahrzeugen für den Zugang zu einer elektrischen Ladeeinrichtung zum Einsatz kommen.
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Ausgehend von dem erläuternden Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Betätigungsvorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit der insbesondere auch Abdeckungen für kleine Karosserieöffnungen in konstruktiv einfacher und damit robuster und kostengünstiger Weise betätigt werden können.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand von Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
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Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Betätigungsvorrichtung zum Öffnen und Schließen einer Abdeckung in oder an einem Automobil, mit einer Push-Push-Kinematik, die mit der Abdeckung zusammenwirkt, wobei die Push-Push-Kinematik die folgenden Merkmale aufweist:
- – ein Gehäuse, das geeignet ist, in ein Automobil eingebaut zu werden,
- – ein im Gehäuse um seine Längsachse drehbar und axial beweglich gelagerter Stößel, der ein äußeres Betätigungsende aufweist, das während einer Betätigung zumindest zeitweise über eine Gehäuseöffnung aus dem Gehäuse ragt und mit der Abdeckung zusammenwirkt, und ein dem äußeren Betätigungsende gegenüberliegendes inneres Betätigungsende,
- – eine Feder im Gehäuse, die den Stößel aus dem Gehäuse heraus vorspannt,
- – ein den Stößel über einen Teil seines axialen Verstellbereichs umgebender Ring, der axial fest und drehbar im Gehäuse gelagert ist, und der mindestens einen Vorsprung an seinem Innenumfang aufweist,
- – mindestens eine an der Außenseite des Stößels zumindest abschnittsweise schraubenlinienförmig um die Längsachse des Stößels verlaufende Nut, und mindestens ein Vorsprung am Innenumfang des Gehäuses, der zumindest über einen weiten axialen Verstellbereich des Stößels mit der Nut in Eingriff ist, so dass der Stößel bei einer axialen Bewegung in dem Gehäuse auch um seine Längsachse gedreht wird,
- – eine erste schräg zur Achse des Stößels verlaufende Ablenkfläche am Stößel zwischen der Nut und dem inneren Betätigungsende, die mit dem mindestens einen Vorsprung des Rings zusammenwirkt und den Ring um einen vorgegebenen Winkelbetrag dreht, wenn der Stößel um einen vorgegebenen ersten Hub in das Gehäuse hineinbewegt wird,
- – mindestens eine zum äußeren Betätigungsende geöffnete Verriegelungsausnehmung am Stößel im Umfangsabstand zu der mindestens einen ersten Ablenkfläche, die den mindestens einen Vorsprung des Rings aufnimmt, wenn der Stößel nach dem ersten Hub losgelassen wird, wodurch der Stößel nach einem Rückhub im Gehäuse in einer Verriegelungsposition verriegelt ist, und
- – mindestens eine zweite schräg zur Achse des Stößels verlaufende Ablenkfläche zwischen der Verriegelungsausnehmung und der Nut, die mit dem mindestens einen Vorsprung des Rings zusammenwirkt, wenn der Stößel aus der Verriegelungsposition um einen zweiten Hub weiter in das Gehäuse hineinbewegt wird, wodurch der Ring um einen vorgegebenen zweiten Winkelbetrag in eine Drehstellung gedreht wird, in der der Stößel aus dem Ring heraus in seine am weitesten ausfahrbare Position bewegbar ist, wobei der mindestens eine Vorsprung des Rings durch eine Austrittsöffnung am inneren Betätigungsende des Stößels austritt.
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Erfindungsgemäß wird in konstruktiv einfacher Weise eine Push-Push-Kinematik mit einer gleichzeitigen Drehbewegung des Stößels kombiniert. Der Stößel kann also in für Push-Push-Vorrichtungen an sich bekannter Weise in dem Gehäuse verriegelt oder entriegelt werden. Dabei vollführt der Stößel allerdings bei seiner axialen Bewegung gleichzeitig eine Drehbewegung. Dies wird durch die mindestens eine schraubenlinienförmige Nut des Stößels und den Eingriff des mindestens einen Vorsprungs am Innenumfang des Gehäuses in die Nut bewerkstelligt. Die erste und zweite Ablenkfläche sowie die Verriegelungsausnehmung bilden dabei die eigentliche Steuerkurve für die Push-Push-Ver- und Entriegelung. Es kann sich dabei insbesondere um eine sogenannte Herzkurve handeln. Die Ausgestaltung und Funktion dieser Steuerkurve entspricht der Ausgestaltung in der parallelen, noch nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung der Anmelderin mit dem amtlichen Aktenzeichen
10 2008 057 933 . Im Gegensatz zu der dort beschriebenen Konstruktion erfolgt bei der vorliegenden Erfindung jedoch zum einen eine Drehbewegung des Stößels. Zum anderen führt der Stößel beim Ausfahren in seine am weitesten ausgefahrene Position aus dem axial fest und drehbar in dem Gehäuse gehaltenen Ring heraus. Der Ring umgibt den Stößel also nur über einen Teil seines axialen Verstellwegs. Sobald der Stößel den Ring verlassen hat, und damit auch der mindestens eine Ringvorsprung nicht mehr in Eingriff mit der Steuerkurve des Stößels steht, wird der Stößel nur noch durch das Zusammenwirken des mindestens einen Vorsprungs am Gehäuseinnenumfang und der mindestens einen Nut am Stößel geführt.
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Die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung zeichnet sich durch eine geringe Anzahl von Bauteilen und damit einen robusten und kostengünstigen Aufbau aus. Gleichzeitig ist die Betätigungsvorrichtung besonders kompakt, so dass sie von außen in die von der Abdeckung zu verschließende Fahrzeugöffnung montiert bzw. für eine Wartung demontiert werden. Dadurch ist die Montage und Wartung gegenüber dem Stand der Technik erheblich vereinfacht, bei dem aufgrund der erheblichen Baugröße eine Montage von der Fahrzeuginnenseite erforderlich sein kann. Gleichzeitig ist die Vorrichtung auch für kleine Abdeckungen bzw. Fahrzeugöffnungen geeignet. Da für die Betätigungsvorrichtung weiterhin ausschließlich Kunststoffteile einsetzbar sind, lässt sich die Dauerfestigkeit verbessern und die Bauteiltoleranz enger gestalten. Sämtliche Teile der Vorrichtung können in einem Spritzgussverfahren hergestellt werden. Die Feder kann dagegen eine Spiralfeder aus einem Metallwerkstoff sein.
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Der mindestens eine Vorsprung am Innenumfang des Gehäuses kann über den gesamten axialen Verstellweg des Stößels mit der mindestens einen Nut in Eingriff sein. Das äußere Betätigungsende kann ebenfalls über den gesamten axialen Verstellweg des Stößels über die Gehäuseöffnung aus diesem hinausragen. Die erste und zweite Ablenkfläche sowie die Verriegelungsausnehmung der Steuerkurve können an radialen Erhebungen des Stößels geformt sein. Die mindestens eine Verriegelungsausnehmung kann im Querschnitt beispielsweise eine V- oder U-Form besitzen. Die mindestens eine Nut des Stößels kann zwischen benachbarten Erhebungen des Stößels ausgebildet sein. In an sich bekannter Weise kann auf der Außenseite des Gehäuses eine den Stößel außerhalb des Gehäuses überdeckende, axial zusammenfaltbare Haube aus flexiblem Material, beispielsweise Kunststoff oder Gummi angebracht sein. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Nut in der vollständig ausgefahrenen Position des Stößels in dem Gehäuse verbleibt. Dadurch wird ein unerwünschter Eintritt von Wasser oder Verunreinigungen durch die Nut sicher vermieden. Um die Bewegungsführung des Stößels zu verbessern, kann der Stößel fünf im gleichen Umfangsabstand angeordnete Nuten, erste und zweite Ablenkflächen und Verriegelungsausnehmungen aufweisen. Das Gehäuse und der Ring können an ihrem Innenumfang dann ebenfalls jeweils fünf im gleichen Abstand angeordnete Vorsprünge aufweisen. Natürlich sind auch andere Anzahlen für die Nuten, ersten und zweiten Ablenkflächen, Verriegelungsausnehmungen und Ringvorsprünge möglich.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung kann die mindestens eine Nut an ihrem dem äußeren Betätigungsende des Stößels zugewandten Ende einen parallel zur Längsachse des Stößels verlaufenden Abschnitt aufweisen, der mindestens so lang ist, wie der Rückhub des Stößels im Gehäuse in seine Verriegelungsposition, wobei der mindestens eine Vorsprung des Gehäuses während des Rückhubs in dem achsparallelen Abschnitt der Nut geführt ist. Der axiale Abschnitt kann insbesondere mindestens so lang sein, wie der Abstand zwischen dem inneren Betätigungsende des Stößels und dem am weitesten von dem inneren Betätigungsende entfernten Punkt der zweiten Ablenkfläche. Der mindestens eine Gehäusevorsprung ist also in axialer Richtung derart zu dem Stößel ausgerichtet, dass der Gehäusevorsprung gerade in dem axialen Abschnitt der Nut geführt wird, wenn der mindestens eine Vorsprung des Rings sich innerhalb der Steuerkurve für die Push-Push-Kinematik befindet. Mit dieser Ausgestaltung wird sichergestellt, dass der Stößel nicht verdreht wird während der Ring die Steuerkurve durchfährt.
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Das Gehäuse kann an seiner der Gehäuseöffnung abgewandten Seite einen Deckelabschnitt aufweisen. Der Ring kann dann in einer inneren Ringausnehmung an dem Deckelabschnitt aufgenommen sein. Ein solcher Deckelabschnitt kann beispielsweise einstückig mit dem Gehäuse gebildet sein. Es kann sich jedoch auch um ein separates Teil handeln, welches mit dem Gehäuse beispielsweise formschlüssig verbunden ist. Natürlich könnte der Deckel mit dem Gehäuse auch beispielsweise verrastet, verklebt oder verschweißt werden. Der Ring kann zwischen dem Gehäuse und dem Deckelteil gehalten werden. Die den Stößel bei einer Entriegelung in seine am weitesten ausgefahrene Position bewegende Feder kann sich einerseits an einer Innenseite des Deckelabschnitts und andererseits an einer Anlagefläche des Stößels abstützen. Bei der Anlagefläche des Stößels kann es sich beispielsweise um sein inneres Betätigungsende handeln. Weiterhin kann an dem Stößel ein durch den Deckelabschnitt geführter Stift angeordnet sein, mit dem eine Steuereinrichtung ansteuerbar ist. Der Stift kann beispielsweise einstückig mit dem Stößel verbunden sein. Die Steuereinrichtung kann Steuersignale an eine Bordelektronik eines mit der Betätigungsvorrichtung versehenen Automobils senden. Beispielsweise kann der Stift in der geschlossenen Position der Abdeckung und damit der eingefahrenen Position des Stößels einen Kontakt schließen, welcher sich entsprechend bei einem Ausfahren des Stößels und damit einem Öffnen der Abdeckung öffnet. Auf diese Weise ist eine Überprüfung möglich, ob die Abdeckung ordnungsgemäß geschlossen ist. Es ist auch denkbar, über einen solchen Stift eine Verriegelung des Stößels im Rahmen einer Zentralverriegelung eines Automobils zu bewirken. Dazu kann der Stift beispielsweise mit einem entsprechenden Magnetsteller zusammenwirken.
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Der Stößel kann nach einer weiteren Ausgestaltung eine seitliche Öffnung aufweisen, die in der Verriegelungsposition des Stößels mit einer korrespondierenden seitlichen Öffnung des Gehäuses fluchtet, wobei ein Schließstift von außen durch die seitliche Öffnung des Gehäuses in die seitliche Öffnung des Stößels führbar ist, so dass der Stößel nicht aus seiner Verriegelungsposition bewegt werden kann. Ein solcher Schließstift kann Teil einer Zentralverriegelung eines mit der Vorrichtung versehenen Automobils sein. Wird das Fahrzeug verschlossen, verriegelt der durch die korrespondierenden Öffnungen des Gehäuses und des Stößels geführte Schließstift auch die Abdeckung, indem er eine Bewegung des Stößels in dem Gehäuse blockiert. Wird das Fahrzeug dagegen geöffnet, kann der Schließstift zumindest aus der Öffnung des Stößels zurückgezogen werden, so dass der Stößel in axialer Richtung in dem Gehäuse bewegbar ist.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse zumindest abschnittsweise eine hohlzylindrische Grundform besitzt und, dass der Stößel eine zumindest abschnittsweise zylindrische Grundform besitzt, wobei das Gehäuse an seinem Außenumfang mindestens einen Rastvorsprung und mindestens eine in axialer und/oder Umfangsrichtung zu dem Rastvorsprung versetzt angeordnete Rastausnehmung aufweist. Mit dieser Ausgestaltung ist in besonders einfacher Weise eine Montage der Betätigungsvorrichtung in einer Karosserieöffnung möglich. Dazu kann an der Karosserieöffnung mindestens ein in Einführrichtung der Betätigungsvorrichtung vorgesehenes Führungselement, insbesondere mindestens eine Führungsnut vorgesehen sein, wobei der mindestens eine Rastvorsprung der Betätigungsvorrichtung und das die mindestens eine Führungsnut des Bauteils beim Einführen der Betätigungsvorrichtung in die Öffnung derart zusammenwirken, dass die Betätigungsvorrichtung in zumindest einer vorgegebenen Drehstellung in die Öffnung einsetzbar ist. Weiterhin kann ausgehend von der Karosserieöffnung in Einführrichtung der Betätigungsvorrichtung ein Rastvorsprung vorgesehen sein, wobei der Rastvorsprung der Karosserieöffnung und die Rastausnehmung der Betätigungsvorrichtung bei in vorgegebener Drehstellung vollständig in die Karosserieöffnung eingeführter Betätigungsvorrichtung miteinander verrasten, so dass die Betätigungsvorrichtung in der Karosserieöffnung arretiert wird. Durch Drehen der Betätigungsvorrichtung aus der vorgegebenen Drehstellung heraus kann die Verrastung dann wieder gelöst werden, wobei die Karosserieöffnung kurzzeitig federnd nachgibt. Die Montage und Demontage der Betätigungsvorrichtung ist durch diese Ausgestaltung erheblich vereinfacht. Insbesondere ist auch eine zerstörungsfreie Demontage möglich. Diese Ausgestaltung entspricht im Wesentlichen der Ausgestaltung in der parallelen, noch nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung der Anmelderin mit dem amtlichen Aktenzeichen
10 2009 008 496 .
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Zum Schutz gegen den Eintritt von Staub, Flüssigkeit, wie Wasser, oder anderen Verunreinigungen können an der Gehäuseöffnung und/oder zwischen dem Rand der Abdeckung und dem Rand der durch die Abdeckung wahlweise zu öffnenden oder zu schließenden Öffnung eines Automobils eine umlaufende Dichtung vorgesehen sein. Eine solche Dichtung kann beispielsweise eine Kunststoffdichtung sein.
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Die mindestens eine Nut kann weiterhin an ihrem dem äußeren Betätigungsende abgewandten Ende eine zum äußeren Betätigungsende des Stößels geöffnete Rastaufnahme aufweisen, in der der mindestens eine Vorsprung des Gehäuses in der am weitesten ausgefahrenen Position des Stößels aufgenommen wird. Diese Rastaufnahme stellt sicher, dass der Gehäusevorsprung bei vollständig ausgefahrenem Stößel nicht seinen Eingriff mit der Nut des Stößels verlieren kann. Zugleich ist durch die Rastaufnahme die maximale Ausfahrposition des Stößels definiert. Die Rastaufnahme kann im Querschnitt beispielsweise eine V- oder U-Form besitzen. Es kann weiter vorgesehen sein, dass gegenüberliegend der Austrittsöffnung des inneren Betätigungsendes des Stößels und im Umfangsabstand zu der zweiten Ablenkfläche mindestens eine schräg zur Achse des Stößels verlaufende erste Montageablenkfläche vorgesehen ist, und dass weiter im Umfangsabstand zu der ersten Montageablenkfläche eine in die entgegengesetzte Richtung schräg zur Achse des Stößels verlaufende, in die Rastaufnahme mündende zweite Montageablenkfläche vorgesehen ist, so dass bei einer Montage des Stößels in dem Gehäuse der mindestens eine Vorsprung des Gehäuses durch die Austrittsöffnung des inneren Betätigungsendes zu der ersten Montageablenkfläche geführt wird, wobei eine definierte Relativdrehung zwischen dem Gehäuse und dem Stößel in einer ersten Drehrichtung erfolgt und der mindestens eine Vorsprung des Gehäuses zu der zweiten Montageablenkfläche geführt wird, wobei eine definierte Relativdrehung zwischen dem Gehäuse und dem Stößel in einer zweiten, entgegengesetzten Drehrichtung erfolgt und der mindestens eine Vorsprung des Gehäuses in der Rastaufnahme aufgenommen wird. Die Montageablenkflächen führen den Gehäusevorsprung also von dem inneren Betätigungsende her in die Rastaufnahme hinein, wobei der Gehäusevorsprung in der den Beginn der Nut bildenden Rastaufnahme aufgenommen wird. Es wird dadurch eine einfache Erstmontage (und Demontage) des Stößels in dem Gehäuse ermöglicht, wobei gleichzeitig sichergestellt ist, dass sich der Stößel im späteren Betrieb der Vorrichtung nicht unbeabsichtigt aus dem Gehäuse lösen kann. Die erste Montageablenkfläche kann in besonders einfacher Weise durch die erste Ablenkfläche der Steuerkurve gebildet sein.
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Die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung kann nach einer weiteren Ausgestaltung eine um eine senkrecht zur Längsachse des Stößels verlaufende Schwenkachse schwenkbare Abdeckung umfassen, wobei der Stößel im Bereich seines äußeren Betätigungsendes einen Verriegelungsabschnitt aufweist, der mit einem entsprechenden Verriegelungsabschnitt der Abdeckung in Eingriff bringbar ist, wobei der Verriegelungsabschnitt des Stößels bei einer Drehbewegung des Stößels relativ zu dem Verriegelungsabschnitt der Abdeckung gedreht wird, so dass in der Verriegelungsposition des Stößels der Verriegelungsabschnitt der Abdeckung nicht von dem Verriegelungsabschnitt des Stößels gelöst werden kann, und in der am weitesten ausgefahrenen Position des Stößels der Verriegelungsabschnitt der Abdeckung von dem Verriegelungsabschnitt des Stößels gelöst werden kann. Die Abdeckung ist beispielsweise über einen geeigneten Scharnierarm um die Schwenkachse zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Stellung schwenkbar. Die Verriegelungsabschnitte können über den gesamten axialen Verstellweg des Stößels miteinander in Eingriff gebracht werden. Dabei ist der Verriegelungsabschnitt des Stößels drehbar gegenüber dem Verriegelungsabschnitt der Abdeckung. Durch eine geeignete Ausbildung der Verrieglungsabschnitte können diese durch ihre in der Verriegelungsposition des Stößels eingenommene Relativdrehstellung die Abdeckung gegen ein Öffnen verriegeln. Wird der Stößel anschließend durch einen Überdruck nach innen aus seiner Verriegelungsposition entriegelt und durch die Feder in seine am weitesten ausgefahrene Position bewegt, dreht sich der Verriegelungsabschnitt des Stößels gegenüber dem Verrieglungsabschnitt der Abdeckung, wobei in der am weitesten ausgefahrenen Position die Verriegelungsabschnitte eine solche Drehstellung zueinander einnehmen, dass die Abdeckung von dem Stößel lösbar und von Hand vollständig aufschwenkbar ist, wobei sich die Verriegelungsabschnitte voneinander lösen. Beim Schließen der Abdeckung gelangen die Verriegelungsabschnitte dann wieder in Eingriff. Bei dieser Ausgestaltung wird die Drehbewegung des Stößels also nicht auf die Abdeckung übertragen. Die Drehbewegung wird vielmehr nur zum Verriegeln und Entriegeln der Verrieglungsabschnitte genutzt. Die Verriegelungsabschnitte können dabei durch einen Verriegelungsvorsprung, zum Beispiel einen Verriegelungshammer, einerseits und eine geeignete Verriegelungsaufnahme, andererseits gebildet sein. Beispielsweise können der Verriegelungsvorsprung an dem Stößel und die Verriegelungsaufnahme an der Abdeckung gebildet sein. Es ist aber auch eine umgekehrte Anordnung möglich.
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Nach einer alternativen Ausgestaltung kann die Betätigungsvorrichtung eine um die Längsachse des Stößels schwenkbare Abdeckung umfassen, die fest mit dem äußeren Betätigungsende des Stößels verbunden ist. Bei dieser Ausgestaltung ist die Abdeckung also insbesondere um die Langsachse des Stößels schwenkbar. Durch die feste Verbindung zwischen Stößel und Abdeckung wird die Abdeckung bei der axialen und rotatorischen Bewegung des Stößels somit ebenfalls axial und rotatorisch bewegt. Die Drehbewegung des Stößels wird auf die Abdeckung übertragen. Der Stößel und die Abdeckung können einstückig oder anderweitig miteinander verbunden sein. Bei dieser Ausgestaltung ist in vorteilhafter Weise also kein Scharnierarm erforderlich. Dadurch wird der Bauraum der Vorrichtung weiter verringert, so dass ein Einsatz auch bei besonders kleinen Abdeckungen und damit Karosserieöffnungen möglich ist, wie sie beispielsweise bei Ladeöffnungen von Elektrofahrzeugen vorkommen. Auch bei derart kleinen Öffnungen ist damit eine Montage und Demontage der Vorrichtung von außen möglich.
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Der Winkelbetrag der Drehung des Stößels zwischen seiner Verriegelungsposition und seiner vollständig ausgefahrenen Position kann durch eine geeignete Ausgestaltung der mindestens einen Nut des Stößels vorgegeben werden. Beispielsweise kann der Winkelbetrag mindestens 90° und maximal 180° betragen. Wird die Drehung des Stößels nur für die Verriegelung durch die Verriegelungsabschnitte genutzt, ohne die Drehbewegung des Stößels auf die Abdeckung zu übertragen, kann ein Winkelbetrag von beispielsweise 90° ausreichend sein. Wird dagegen die Drehung des Stößels direkt auf die Abdeckung übertragen, um diese von der durch sie zu verschließenden Öffnung zur Seite wegzudrehen, ist ein größerer Winkelbetrag wünschenswert, um die Öffnung ausreichend freizugeben. Beispielhaft genannt sei ein Winkelbetrag von 135° bis zu 180°.
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Bei der Abdeckung kann es sich beispielsweise um eine Tankklappe für eine Kraftstofftanköffnung oder eine Abdeckung für eine elektrische Ladeöffnung eines Automobils handeln. Für die vergleichsweise großen Tankklappen für den Zugang zu einem Kraftstofftank eignet sich besonders eine um eine senkrecht zur Langsachse des Stößels verlaufende Schwenkachse schwenkbare Klappe. Für die vergleichsweise kleinen Abdeckungen für Ladeöffnungen von Elektrofahrzeugen, die einen Durchmesser von weniger als 150 mm, insbesondere weniger als 120 mm, aufweisen können, eignet sich besonders die feste Verbindung von Stößel und Abdeckung, wobei die Abdeckung gemeinsam mit dem Stößel axial und rotatorisch bewegt wird. In der Ladeöffnung können elektrische Anschlüsse, insbesondere Stecker oder Buchsen, angeordnet sein. In die mit der Vorrichtung versehene Fahrzeugöffnung kann auch eine Ladestromanzeige, zum Beispiel eine Leuchtdiodenanzeige, integriert werden. Denkbar ist beispielsweise das Vorsehen einer Leuchteinrichtung in einer Randbegrenzung der von der Abdeckung zu verschließenden Öffnung. Es ist auch möglich, dass es sich bei der Abdeckung um ein Emblem oder Logo eines Automobilherstellers handelt. Dies ist insbesondere bei Abdeckungen für elektrische Ladeöffnungen denkbar.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen schematisch:
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1a–c eine erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel in einer teilweise geschnittenen Ansicht in drei Betriebszuständen,
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2a–c: die Betätigungsvorrichtung aus 1 teilweise und in einer perspektivischen Ansicht in drei Betriebszuständen,
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3a, 3b die Vorrichtung aus 1a in zwei Seitenansichten,
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4 einen Schnitt entlang der Linie A-A in 3a,
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5 einen Schnitt entlang der Linie B-B in 3b,
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6 eine Draufsicht auf die Vorrichtung aus 3a,
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7 einen Schnitt entlang der Linie D-D in 3a,
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8 ein Schnitt entlang der Linie C-C in 3a,
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9 einen vergrößerten perspektivischen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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10 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel,
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11, 12 eine Vorrichtung gemäß 10 in einer Schnittansicht in zwei Betriebsstellungen
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13, 14 eine Vorrichtung gemäß 10 in einer Schnittansicht in zwei Betriebsstellungen nach einem weiteren Ausführungsbeispiel.
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Soweit nichts anderes angegeben ist, bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeichen gleiche Gegenstände. In den 1a bis 1c ist eine erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung in drei Betriebszuständen dargestellt. Die Vorrichtung weist ein in seiner Grundform hohlzylindrisches Gehäuse 10 auf, welches in eine geeignete Öffnung eines Automobils eingesetzt werden kann. An seiner Oberseite besitzt das Gehäuse 10 eine Gehäuseöffnung 12, die mit einer umlaufenden Kunststoffdichtung 14 versehen ist. Die der Öffnung 12 gegenüberliegende Seite des Gehäuses 10 ist von einem Deckelteil 16 verschlossen, welches formschlüssig in das Gehäuse 10 eingesetzt ist. In dem Gehäuse 10 ist axial beweglich und drehbar gelagert ein im Wesentlichen zylindrischer Stößel 18 angeordnet. Der Stößel 18 besitzt ein mit einem Verriegelungsabschnitt 20 versehenes äußeres Betätigungsende 22 und ein dem äußeren Betätigungsende 22 gegenüberliegendes inneres Betätigungsende 24. Von dem inneren Betätigungsende 24 erstreckt sich in den Figuren nach unten ein einstückig an den Stößel 18 angeformter Stift 26. Zwischen der Innenseite des Deckelteils 16 und einer geeigneten Anlagefläche des Stößels 18 stützt sich eine zylindrische Spiralfeder 28 ab. Sie spannt den Stößel 18 in seine aus dem Gehäuse 10 ausgefahrene Position vor. Der Stößel 18 weist in dem dargestellten Beispiel weiterhin fünf im gleichen Umfangsabstand zumindest abschnittsweise schraubenlinienförmig um die Längsachse des Stößels 18 verlaufende Nuten 30 auf. Die Nuten 30 besitzen jeweils an ihrem in den Figuren unteren Ende eine zum äußeren Betätigungsende 24 geöffnete Rastaufnahme 32, die im Querschnitt eine U-Form besitzt. An ihrem entgegengesetzten oberen Ende besitzen die Nuten 30 einen in axialer Richtung in dem Stößel verlaufenden Abschnitt 34. Am Innenumfang des Gehäuses 10 befinden sich fünf ebenfalls im gleichen Umfangsabstand und zu den Nuten 30 korrespondierende Vorsprünge 36, die beispielsweise in 8 zu erkennen sind. Die Vorsprünge 36 stehen in dem gezeigten Beispiel über den gesamten axialen Verstellbereich des Stößels 18 mit den Nuten 30 in Eingriff. In einer Ringausnehmung zwischen dem Gehäuse 10 und dem Deckelteil 16 ist außerdem axial fest und drehbar ein Steuerring 38 gelagert. Der Ring 38 besitzt an seinem Innenumfang ebenfalls fünf im gleichen Umfangsabstand angeordnete Vorsprünge 40.
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Beispielsweise in den 2a bis 2c, in denen aus Gründen der Übersichtlichkeit das Gehäuse 10 und das Deckelteil 16 nicht gezeigt sind, ist zu erkennen, dass der Verriegelungsabschnitt 20 des Stößels 18 eine längliche Öffnung 42 aufweist. In den 1 und 2 ist außerdem ein Verriegelungsabschnitt 44 einer nicht näher dargestellten, durch die Betätigungsvorrichtung zu betätigenden Abdeckung, in dem gezeigten Beispiel einer Tankklappe eines Automobils, gezeigt. Es ist zu erkennen, dass der Verriegelungsabschnitt 44 an seinem dem Verriegelungsabschnitt 20 des Stößels 18 zugewandten Ende einen Verriegelungshammer 46 aufweist, dessen Form derart ist, dass der Hammer 46 in genau einer Drehstellung des Stößels 18, nämlich der in den 1a und 2a gezeigten Drehstellung, in dem Verriegelungsabschnitt 20 des Stößels 18 aufgenommen werden kann. Wird der Stößel 18 dagegen im Zuge seiner Axialbewegung in dem Gehäuse 10 gegenüber der Stellung in den 1a und 2a um 90° gegen den Verriegelungshammer 46 gedreht, wie in den 1b und 1c bzw. 2b und 2c gezeigt, ist der Verriegelungshammer 46 in dem Verriegelungsabschnitt 20 gefangen. Die Abdeckung wird in diesem Zustand bei einer axialen Bewegung des Stößels 18 um eine senkrecht zur Längsachse des Stößels 18 verlaufende Schwenkachse verschwenkt. Anzumerken ist noch, dass in den 1a und 2a die Vorrichtung jeweils in einer geöffneten Position gezeigt ist, wobei sich der Stößel 18 in seiner am weitesten ausgefahrenen Position befindet. In den 1b und 2b befindet sich der Stößel 18 und mit ihm die Vorrichtung dagegen in einer Verriegelungsposition, in der ein Entfernen des Verriegelungsabschnitts 44 aus dem Verriegelungsabschnitt 20 und damit ein Öffnen der Abdeckung nicht möglich ist. In den 1c und 2c wurde der Stößel 18 dagegen durch ein weiteres Drücken in das Gehäuse 10 hinein in seine Entriegelungsstellung gebracht, aus der er bei anschließendem Loslassen, betätigt durch die Feder 28, in die in den 1a und 2a gezeigte am weitesten ausgefahrene Position bewegbar ist. In dieser Position können der Verriegelungsabschnitt 44 von der Vorrichtung entfernt und damit die mit diesem verbundene Abdeckung aufgeschwenkt werden.
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Für das Verriegeln und Entriegeln des Stößels
18 kommt eine Steuerkurve mit Push-Push-Kinematik zum Einsatz, die zwischen dem unteren Ende der Nuten
30 und dem inneren Betätigungsende
24 des Stößels
18 verläuft. Sie soll mit Bezug auf die Darstellung in
9 näher erläutert werden. Wie bereits erwähnt, enden die Nuten
30 an ihrem unteren Ende in einer im Querschnitt etwa U-förmigen Rastaufnahme
32. Es ist darüber hinaus zu erkennen, dass die Steuerkurve für die Push-Push-Kinematik jeweils erste schräg zur Längsachse des Stößels
18 verlaufende Ablenkflächen
48 aufweist. Sie werden durch die Unterseite der Rastaufnahme
32 gebildet. Sofern der Stößel
18 aus der in
9 gezeigten Position, die der Position in
1a und
2a entspricht, nach unten in den Ring
38 hinein bewegt wird, gelangen die Ringvorsprünge
40 durch Austrittsöffnungen
50 am inneren Betätigungsende
24 des Stößels
18 in die Steuerkurve und in Kontakt mit den ersten Ablenkflächen
48. Die Innenvorsprünge
36 des Gehäuses
10 werden dabei in den achsparallelen Abschnitten
34 der Nuten
30 geführt. Der Stößel
18 ist somit um seine Längsachse nicht drehbar, solange die Vorsprünge
40 des Rings
38 die Steuerkurve durchlaufen. Durch die schrägen Ablenkflächen
48 wird der Ring
38 um einen definierten Winkelbetrag gedreht, in den Figuren nach rechts. Wird der Stößel
18 anschließend losgelassen, kommt es durch die Kraft der Feder
28 zu einem Rückhub des Stößels
18. Dabei gelangen die Vorsprünge
40 des Rings
38 in im Umfangsabstand zu den ersten Ablenkflächen angeordnete und zum äußeren Betätigungsende des Stößels
18 hin geöffnete V-förmige Verriegelungsausnehmungen
52. In diesen werden die Vorsprünge
40 aufgenommen, so dass der Stößel
18 sich in seiner Verriegelungsposition befindet und nicht aus dem Gehäuse
10 ausgefahren werden kann. Diese Betriebsstellung ist in den
1b und
2b gezeigt. Wird der Stößel
18 aus dieser Betriebsstellung heraus weiter in das Gehäuse
10 hineingedrückt, wie in den
1c und
2c gezeigt, werden die Vorsprünge
40 des Rings
38 aus den Verriegelungsausnehmungen
52 herausgeführt und gelangen in Kontakt mit weiter im Umfangsabstand zu den Verriegelungsausnehmungen
52 angeordneten, ebenfalls schräg zur Langsachse des Stößels
18 ausgerichteten zweiten Ablenkflächen
54. Dabei wird der Ring wiederum um einen definierten Winkelbetrag gedreht, in den Figuren nach rechts. Wird der Stößel
18 anschließend losgelassen, gelangen die Vorsprünge
40 des Rings
38 beider durch die Feder
28 bewirkten Bewegung des Stößels
18 aus dem Gehäuse heraus durch die im Umfangsabstand jeweils nächste Austrittsöffnung
50 des inneren Betätigungsendes
24 aus dem Stößel
18 heraus, so dass dieser in seine am weitesten ausgefahrene Position bewegbar ist. Dabei entfernt sich der Stößel
18 von dem Ring
38, wie in den
1a und
2a gezeigt. Diese Funktion der Push-Push-Kinematik entspricht im Grundsatz der Funktion aus der parallelen
deutschen Patentanmeldung 10 2008 057 933 der Anmelderin.
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In 9 ist weiter zu erkennen, dass die ersten Ablenkflächen 48 jeweils gleichzeitig eine erste Montageablenkfläche für die Erstmontage des Stößels 18 in dem Gehäuse 10 bilden. Weiter im Umfangsabstand zu der ersten Ablenkfläche 48 befindet sich jeweils oberhalb der Rastaufnahme 32 eine zweite Montageablenkfläche 56, die in zu der ersten Montageablenkfläche 48 entgegengesetzter Richtung schräg zur Längsachse des Stößels 18 verläuft. Bei der Erstmontage des Stößels 18 in dem Gehäuse 10 werden die Gehäusevorsprünge 36 entsprechend durch die Austrittsöffnungen 50 hindurch zu der ersten Ablenkfläche 48 geführt, von der sie unter Relativdrehung des Stößels 18 zu dem Gehäuse 10 weiter zu der zweiten Ablenkfläche 56 gelangen, von der sie wiederum unter einer in entgegengesetzter Richtung verlaufenden Relativdrehung zwischen Stößel 18 und Gehäuse 10 in die Rastaufnahme 32 gelangen. Dies vereinfacht die Erstmontage (und gegebenenfalls Demontage) des Stößels 18 in dem Gehäuse 10.
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In den
3a und
3b ist weiter zu erkennen, dass das Gehäuse
10 an seinem Außenumfang in dem gezeigten Beispiel zwei Rastvorsprünge
58 aufweist, die einander gegenüberliegen. Diese Vorsprünge
58 sind auch in
8 zu erkennen. In Axialrichtung und Umfangsrichtung versetzt zu den Vorsprüngen
58 befinden sich an der Gehäuseaußenseite jeweils zwei einander ebenfalls gegenüberliegende Rastausnehmungen
60. Mit diesen Rastvorsprüngen
58 und Rastausnehmungen
60 ist in einer entsprechend ausgestalteten Karosserieöffnung eine besonders einfache Montage und Demontage der Vorrichtung möglich, wie dies in der parallelen nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen
10 2009 008 496 der Anmelderin beschrieben ist. In den
4 und
5 ist noch zu erkennen, dass an der Oberseite des Stößels
18 und am Grund der Öffnung
42 ein Anschlagpuffer
43 für den Verriegelungshammer
46 vorgesehen ist.
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Mit Bezug auf die 10 bis 14 soll ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung beschrieben werden. Die Funktion des Stößels 18 und insbesondere sein Zusammenwirken mit dem Gehäuse 10 und dem Ring 38 ist identisch zu der Vorrichtung aus den 1 bis 9. Während jedoch bei dem Ausführungsbeispiel nach den 1 bis 9 die Drehbewegung des Stößels 18 und seines Verriegelungsabschnitts 20 nicht auf die Tankklappe übertragen wird, sondern diese nur für eine Verriegelung und Entriegelung der Verriegelungsabschnitte 20, 44 genutzt wird, ist bei dem Ausführungsbeispiel nach den 10 bis 14 eine Abdeckung 62 für eine Karosserieöffnung eines Automobils fest mit dem äußeren Betätigungsende 22 des Stößels 18 verbunden. Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel nach den 1 bis 9, bei dem die Tankklappe beispielsweise über eine senkrecht zur Längsachse des Stößels 18 verlaufende Schwenkachse und einen geeigneten Scharnierarm geöffnet und geschlossen werden kann, wird die Abdeckung 62 nach den 10 bis 14 bei einer Bewegung des Stößels 18 in axialer Richtung des Stößels bewegt und gleichzeitig um die Längsachse des Stößels 18 verschwenkt. Diese Schwenkachse ist in 10 bei dem Bezugszeichen 64 veranschaulicht. Bei der Abdeckung 62 kann es sich um eine Abdeckung für eine Zugangsöffnung 66 in einem Elektrofahrzeug zum elektrischen Aufladen einer Fahrzeugbatterie handeln. Dazu kann, wie dies beispielsweise in 10 gezeigt ist, in der Öffnung 66 ein elektrischer Stecker 68 angeordnet sein. Der Stecker 68 befindet sich in einer entsprechenden Ausnehmung 70. In der Schnittdarstellung in den 13 und 14 ist diese Ausnehmung 70 nicht gezeigt. Die Öffnung 66 wird von einer umlaufenden Erhebung 72 begrenzt. An ihrer Innenseite befindet sich eine umlaufende Staubschutzdichtung 74 aus Kunststoff. In dem in den 12 bzw. 14 gezeigten geschlossenen Zustand der Abdeckung 62 dichtet die Staubschutzdichtung 74 die Öffnung gegen Eintreten von Staub, Wasser oder anderen Verunreinigungen ab.
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Ebenso wie die Vorrichtung aus den 1 bis 9 kann die Vorrichtung nach den 10 bis 14 durch ein Drücken der Abdeckung 62 und mit ihr des Stößels 18 nach innen aus der in den 12 bzw. 14 gezeigten versiegelten Stellung entriegelt werden, so dass bei einem anschließenden Loslassen der Abdeckung 62 diese angetrieben durch die Feder 28 gemeinsam mit dem Stößel 18 aus dem Gehäuse 10 heraus nach oben verfahren wird, wobei gleichzeitig der Stößel 18 die Abdeckung 62 um seine Längsachse dreht und so von der Öffnung 66 wegverschwenkt. Dies ist in den 10, 11 und 13 gezeigt. Wird in dieser Stellung auf die Drehachse 64 wieder eine Kraft nach innen ausgeübt, wird der Stößel 18 und mit ihm die Abdeckung 62 wieder nach innen bewegt und dabei in die in den 12 bzw. 14 bezeigte Verriegelungsstellung gedreht. In dem in den 10 bis 14 gezeigten Beispiel vollführt der Stößel 18 und mit ihm die Abdeckung 62 zwischen dem in den 12 bzw. 14 gezeigten geschlossenen Zustand und dem in den 10, 11 bzw. 13 gezeigten geöffneten Zustand der Abdeckung 62 eine Drehung um etwa 135°. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Abdeckung 62 und der Stößel 18 eine größere Drehung vollführen, beispielsweise 180°, um die Öffnung 66 noch weiter frei zu geben. Bei dem Ausführungsbeispiel nach den 1 bis 9 kann dagegen eine Drehung des Stößels 18 von etwa 90° ausreichend sein.
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In dem Ausführungsbeispiel nach den 11 und 12 wirkt außerdem der Stift 26 des Stößels 18 mit einer Steuereinrichtung 76 zusammen. Beispielsweise kann der Stift 26 in der in 12 gezeigten verriegelten Stellung einen Kontakt 78 der Steuereinrichtung 76 schließen. Die Steuereinrichtung 76 kann diese Schließen des Kontakts 78 und damit das Vorliegen der ordnungsgemäß geschlossenen Stellung der Abdeckung 62 an eine Bordelektronik des Fahrzeugs melden. Es ist jedoch auch denkbar, den Kontakt 78 als Magnetsteller auszubilden, so dass durch Induzieren eines Magnetfeldes der Stift 26 und mit ihm der Stößel 18 in der in 12 gezeigten verriegelten Stellung gehalten werden können. Das Ansteuern des Magnetfelds kann in Koordination mit einer Zentralverriegelung des Fahrzeugs erfolgen, so dass bei verschlossenem Fahrzeug die Abdeckung 62 nicht geöffnet werden kann.
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Bei dem in den 13 und 14 gezeigten Ausführungsbeispiel kann das Gehäuse 10 eine seitliche Öffnung 80 besitzen. Der Stößel kann ebenfalls eine seitliche Öffnung 82 besitzen, die in der in 14 gezeigten Verriegelungsposition des Stößels 18 mit der Öffnung 80 des Gehäuses 10 fluchtet. In dieser Stellung kann ein Schließstift 84 einer Zentralverriegelungseinrichtung 86 in die Öffnungen 80, 82 verfahren und so den Stößel 18 und mit ihm die Abdeckung 62 in der Verriegelungsstellung gegen ein Öffnen blockieren, beispielsweise wenn das Fahrzeug verschlossen wird. Wird das Fahrzeug dagegen geöffnet, kann die Zentralverriegelungseinrichtung 86 den Schließstift 84 aus den Öffnungen 80, 82 zurückziehen, wie in 13 gezeigt. Der Stößel 18 kann dann nach oben ausfahren.
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Die zu den 10 bis 14 erläuterten Funktionen des Stifts 26 einschließlich Steuereinrichtung 76 und Kontakt 78 bzw. der Zentralverriegelungseinrichtung 86 mit Schließstift 84 und Öffnungen 80, 82 können selbstverständlich auch bei dem Ausführungsbeispiel nach den 1 bis 9 vorgesehen sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19650594 A1 [0001]
- DE 102007011541 A1 [0001]
- DE 10148199 A1 [0001]
- DE 102008057933 [0005, 0033]
- DE 102009008496 [0011, 0035]
