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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Klappfach für ein Kraftfahrzeug
mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, wobei der Deckel
des Klappfaches im Falle eines unfallbedingten Überschlags
oder Aufpralls mit Hilfe einer Verschlusskinematik arretiert wird.
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Ein
gattungsgemäßes Klappfach ist Gegenstand der
DE 41 30 847 C2 ,
in der eine Verschlussklappe zum Verschließen eines Ablagefaches
im Innenraum eines Kraftfahrzeuges beschrieben wird, die im normalen
Betrieb leicht zu öffnen ist, jedoch in der Unfallsituation
sicher verschlossen bleibt. Dies wird dadurch erreicht, dass beim
Auftreten einer etwa dem 10-fachen Wert der Erdbeschleunigung entsprechenden
Beschleunigung die im Bereich des Klappfachs angeordneten Verriegelungsmechanismen
in Gang gesetzt werden, die die Verschlussklappe arretieren.
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In
der
DE 10 2004
055 654 B4 wird eine Staufachvorrichtung beschrieben, wobei
sich das Staufach bei einem unfallbedingten Aufprall gegen einen äußeren
Rahmen verschiebt und dabei sicher verschlossen wird und somit die
Fahrzeuginsassen vor möglicherweise im Staufach vorhandenen
Gegenständen, die im Falle eines Unfalls herausgeschleudert
werden könnten, geschützt sind.
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Die
DE 10 2005 043 593
A1 beschreibt ein Staufach für ein Kraftfahrzeug,
das einen Verriegelungsmechanismus besitzt, der verhindert, dass
sich das Staufach im Falle eines Unfalls oder eines Crashes selbsttätig öffnet.
Das Staufach besitzt ein Verriegelungselement, welches schwenkbar
gelagert ist, so dass es aufgrund seiner Massenträgheit
beim Aufprall des Kraftfahrzeuges in eine Verriegelungsposition
zur Arretierung eines Schwenkhebels gebracht wird, der mit dem Deckel
des Staufaches verbunden ist.
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Darüber
hinaus sind zahlreiche weitere Veröffentlichungen bekannt,
die ähnliche Staufächer beschreiben. Allen Staufächern
nach dem Stande der Technik ist gemein, dass sie einen relativ aufwändigen
und präzisen Mechanismus benötigen, damit ein sicheres
Verschließen des Faches im Falle eines Unfalls gewährleistet
ist. Dazu wird als Verschließeinheit in der Regel eine
Kombination von mehreren Bauteilen eingesetzt. Diese Bauteile werden
meist in relativ geringen Stückzahlen gefertigt und sind
dementsprechend teuer. Erschwerend kommt hinzu, dass Staufächer
für den Innenraum von Kraftfahrzeugen üblicherweise
beidseitig eingesetzt werden, d. h. dass die entsprechende Verschlussklappe
in unterschiedliche Richtungen aufklappbar sein muss, so dass je
nachdem für welche Seite des Fahrzeuginnenraums das Staufach
eingesetzt wird, unterschiedliche Bauteile oder Bauelemente eingesetzt
werden müssen, wodurch sich die Kosten für die
Einrichtung von Staufächern weiter erhöhen.
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Es
bestand somit die Aufgabe, ein Klappfach für den Innenraum
von Kraftfahrzeugen zur Verfügung zu stellen, das die Nachteile
des Standes der Technik nicht aufweist.
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Gelöst
wird die Aufgabe durch ein Klappfach mit den Merkmalen des Anspruchs
1. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen
Klappfaches sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Mit
der vorliegenden Erfindung wird ein Klappfach für ein Kraftfahrzeug
zur Verfügung gestellt, dass einen klappbaren Deckel aufweist,
der an einer Zahnradachse befestigt ist. Gleichzeitig ist am Zahnrad
der Zahnradachse eine Schenkelfe der angeordnet, die mit ihrem ersten
Ende (Schenkel) am Zahnrad der Zahnradachse befestigt ist und mit
ihrem zweiten Ende (Schenkel) an einer ortsfesten Achse befestigt
ist, die wiederum innerhalb der Karosse des Fahrzeugs fixiert ist.
Dabei übt die Schenkelfeder eine Schließkraft
auf den Deckel des Klappfaches aus. Daneben steht die Zahnradachse
mit einem Zahnrad in Wirkverbindung, das wiederum mit einem Dämpferelement
kombiniert ist. Unterhalb des Dämpferelementes ist ein
schwenkbarer Massependel an einer ortsfesten Achse so angeordnet,
dass das Massependel bei einer Beschleunigung in Richtung des Zahnrads
des Dämpferelementes aufgrund seiner Masseträgheit
in das Zahnrad eingreift, dieses blockiert und damit den Deckel
des Klappfaches arretiert. Eine derartige Beschleunigung in Richtung des
Zahnrads tritt beispielsweise beim Überschlagen des Kraftfahrzeugs
auf.
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Das
Wesen der Erfindung besteht nun darin, dass sämtliche oben
aufgeführten Bauelemente für den Verschlussmechanismus
des Klappfaches, nämlich die Zahnradachse, die Schenkelfeder,
das Dämpferelement, das Massependel, sowie die ortsfesten
Achsen für rechts- und linksseitig öffnende Deckelklappen
einsetzbar sind. Auf diese Weise können quasi sämtliche
im Kraftfahrzeug vorgesehene Klappfächer mit der gleichen
Schließkinematik ausgerüstet werden, was bedeutet,
dass einerseits die Kosten für das Klappfach deutlich gesenkt
werden und andererseits die Montage des Klappfaches erleichtert
wird, da nun keine Gefahr mehr eines seitenverkehrten Einbaus besteht,
der immer außerordentliche zusätzliche Kosten
verursacht.
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Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen,
dass das zweite Ende der Schenkelfeder bzw. der zweite Schenkel
und das Massependel gemeinsam an einer ortsfesten Achse angeordnet
sind, die wiederum in der Karosse des Fahrzeugs fixiert ist.
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Aus
Platzgründen weist die Zahnradachse vorzugsweise lediglich
einen Kreisausschnitt eines Zahnkranzes auf, der als Hebel für
die Öffnungskinematik wirkt. Dieser Teilzahnkranz weist
zwei achsensymmetrisch zur Winkelhalbierenden des Kreisausschnittes
angeordnete Befestigungsvorrichtungen zur Befestigung der Schenkelfeder
bzw. des ersten Endes der Schenkelfeder auf. Von den beiden Befestigungsvorrichtungen
wird in Abhängigkeit von der Fahrzeugseite, an der das
Klappfach vorgesehen ist bzw. zu welcher Seite sich der Deckel öffnen
soll, dann jeweils nur eine Befestigungsvorrichtung für
die Befestigung der Schenkelfeder genutzt.
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Eine
vorteilhafte Ausgestaltung der Zahnradachse sieht im Bereich der
Achse eine Codierung vor, um die Positionierung in einer entsprechenden
Halterung im Bereich der Fahrzeugkarosserie zu erleichtern.
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Die
Schenkelfeder ist gleichschenklig ausgeführt und besitzt
an ihren Enden zur Befestigung an der ortsfesten Achse bzw. der
jeweiligen Befestigungsvorrichtung an der Zahnradachse Ausbildungen
in Form eines Sprengrings. Quasi als Gegenstück dazu sind
an der ortsfesten Achse sowie an den Befestigungsvorrichtungen an
der Zahnradachse nutförmige Einschnürungen zur
Aufnahme dieser sprengringförmigen Enden der Schenkelfeder
vorgesehen. Aufgrund der symmetrischen und gleichschenkligen Ausbildung
sowie des gleichartigen Befestigungskonzepts sowohl für
die ortsfeste Achse als auch für die Befestigungsvorrichtung
der Zahnradachse kann die Schenkelfeder problemlos rechts- als auch
linksseitig eingesetzt werden.
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Das
mit dem Zahnrad der Zahnradachse bzw. mit dem Teilzahnkranz über
ein Zahnrad in Wirkverbindung stehende Dämpferelement ist
vorzugsweise ein Silikondämpferelement, das die Bewegungen
des als Hebel für die Öffnungskinematik wirkenden
Ausschnittes des Zahnrades der Zahnradachse dämpft.
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Das
für die Arretierung vorgesehene Massependel ist vorzugsweise
symmetrisch zu seiner Längsachse aufgebaut, wobei es über
einen Befestigungsring verfügt, der auf eine ortsfeste
Achse aufgesteckt wird, und eine Pendelmasse, die an dem zum Befestigungsring
gegenüberliegenden Ende des Pendelstabes vorteilhaft als
beidseitig symmetrischer Zahnbart ausgebildet ist, der dafür
geeignet ist, in das Zahnrad des Silikondämpferelements
einzugreifen. Da das Zahnrad für den Silikondämpfer
gleichzeitig mit dem Zahnkranz der Zahnradachse verbunden ist, wird
durch diesen Eingriff der Klappdeckel arretiert. Ähnlich
wie die Zahnradachse besitzt der Befestigungsring für das
Massependel ebenfalls eine Codierung, die die Positionierung des
Massependels auf der ortsfesten Achse erleichtert. Das Massependel
kann sowohl für einen rechts- als auch linksseitigen Einbau
eingesetzt werden.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Massependels ist
vorgesehen, das Massependel mit einem zusätzlichen Sperrmechanismus zu
versehen, wozu das Massependel im Bereich der Pendelmasse mit zwei
Haltezähnen ausgestattet ist, die in die Zahnkränze
der Silikonbremse und der Zahnradachse eingreifen und so das Gesamtsystem zuverlässig
blockieren. Da es für die rechts- und linksseitige Verwendung
des Massependels nicht erforderlich ist, dass auch die Pendelmasse
symmetrisch aufgebaut ist, kann in diesem Fall vorteilhaft eine
einseitig ausgerichtete, hakenförmige Form für die
Pendelmasse gewählt werden, wobei die beiden Haltezähne
am Hakenende ausgebildet sind. Auch in diesem Fall bewegt sich die
Pendelmasse aufgrund des Trägheitsmoments in Richtung der
Silikonbremse, bis der erste Haltezahn (Steuerzahn) in den Zahnkranz
der Silikonbremse eingreift, wodurch das Massependel mit dem zweiten
Haltezahn in den Zahnkranz der Zahnradachse gezogen wird, wobei sich
beide Haltezähne in den Zahnkränzen verkeilen und
das Gesamtsystem zuverlässig blockieren.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht
vor, dass die ortsfeste Achse zur Befestigung des Massependels sowie
des zweiten Schenkels der Schenkelfeder in Längsrichtung
jeweils einen Steg als Codierung zur Positionierung der Achse mittels
einer Nut in einer Halterung für die ortsfeste Achse sowie
eine weitere Codierung zur Positionierung des Massependels auf der
ortsfesten Achse mittels einer Aussparung im Befestigungsring aufweist.
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Das
erfindungsgemäße Klappfach ist besonders geeignet,
um in eine Armauflage einer Türverkleidung eingesetzt zu
werden. Aufgrund des erfindungsgemäßen Konzeptes
kann die Öffnungskinematik des Klappfaches auf beiden Türseiten
mit den gleichen Bauelementen realisiert werden. So wird erreicht,
dass die dafür benötigten kleinen und komplizierten
Bauteile, die in der Fertigung relativ teuer sind, da sie üblicherweise
nur in geringen Stückzahlen eingesetzt werden, in größeren
Mengen benötigt werden, wodurch sich der Preis pro Bauteil
(Klappfach) deutlich reduziert. Als zusätzlicher Vorteil kommt
eine Reduzierung der Lager- und Handlingskosten hinzu.
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Ein
weiterer ganz wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht
auch darin, dass nun keine Gefahr mehr besteht, dass Bauteile seitenverkehrt
eingebaut werden. Diese Gefahr ist besonders groß bei Verwendung
von seitenspezifischen Bau teilen, die einander sehr ähnlich
sind und daher leicht verwechselt werden. Derartige Verwechslungen
führen zu Produktionsfehlern, die nur mit aufwändiger teurer
Nacharbeit wieder ausgeglichen werden können. Diese Gefahr
wird mit dem erfindungsgemäßen Konzept vollkommen
ausgeschlossen. Hinzu kommt, dass die Zahnradachse selbst sowie
die ortsfeste Achse zur Aufnahme des Massependels und des zweiten
Schenkels der Schenkelfeder mit einfachen Codierungen ausgerüstet
sind, die die richtige Positionierung der Bauteile vorgeben, so
dass es auch hier nicht zu Einbaufehlern kommen kann.
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Somit
gelingt es Dank der vorliegenden Erfindung nicht nur, die Kosten
für die einzelnen Bauteile für die Schließkinematik
eines Klappfaches für den Innenraum eines Kraftfahrzeuges
zu reduzieren, sondern es können auf diese Weise auch die
Fertigungskosten aufgrund der mit dem Konzept verbundenen Arbeitserleichterungen
spürbar gesenkt werden.
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Im
Folgenden wird die vorliegende Erfindung in einer bevorzugten Ausführungsform
anhand von Zeichnungen ausführlich erläutert.
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Dabei
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung der Öffnungskinematik,
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2 einen
Ausschnitt mit Zahnradachse und Klappdeckel,
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3 eine
perspektivische Darstellung der Schenkelfeder,
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4 eine
perspektivische Darstellung der ortsfesten Achse,
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5 eine
perspektivische Darstellung eines Massependels,
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6 eine
schematische Darstellung der Wechselwirkung zwischen Massependel
und Zahnrad des Dämpferelements als Schnitt in der Draufsicht,
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7a eine
Seitenansicht einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines Massependels,
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7b eine
Draufsicht auf das Massependel aus 7a und
-
8 eine
Darstellung der Funktionsweise des durch das Massependel aus 7 bewirkten Sperrmechanismus
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In
der 1 ist die Öffnungskinematik für den
Deckel des Klappfaches schematisch dargestellt, wobei auf die Darstellung
des Deckels 13 bewusst verzichtet wurde, um das Zusammenwirken der
Einzelelemente der Öffnungskinematik deutlicher herauszustellen.
Es ist jedoch hilfreich, die in 1 dargestellte
Kinematik im Zusammenhang mit der 2 zu betrachten,
in der die Anordnung zwischen Deckel 13 des Klappfaches
und Zahnradachse 1 der Öffnungskinematik wiedergegeben
ist. Die in 1 dargestellte Öffnungskinematik
ist auf der Rückseite der in 2 gezeigten
Zahnradachse 1 angeordnet.
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Die
wesentlichen Bauteile der Öffnungskinematik sind die Zahnradachse 1,
an der, wie aus 2 deutlich wird, der Deckel 13 des
Klappfaches befestigt ist, die Schenkelfeder 4, die eine
Verbindung zwischen der ortsfesten Achse 6 und der Zahnradachse 1 herstellt,
sowie das Dämpferelement 10, das über ein
Zahnrad 11 mit dem Zahnrad 2 der Zahnradachse 1 in
Wirkverbindung steht.
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Die
Schenkelfeder 4 ist an ihren Enden in Form eines Sprengrings 5 ausgebildet,
der in nutförmige Einschnürungen 16 sowohl
an der entsprechenden Befestigungsvorrichtung 3 am Zahnrad 2 der
Zahnradachse 1 sowie in einer entsprechenden Nut 16 der
ortsfesten Achse 6 eingreift und damit die Verbindung zwischen
Zahnradachse 1 und ortsfester Achse 6 herstellt.
Das Massependel 7 ist unterhalb des Zahnrads 11 des
Dämpfelements 10 angeordnet und über
den Befestigungsring 8 ebenfalls mit der ortsfesten Achse 6 verbunden.
Das Massependel 7 besitzt als Pendelmasse 9 einen
Zahnbart, dessen Zahnung mit der Zahnung des Zahnrads 11 des Dämpfelements 10 korrespondiert,
so dass der Zahnbart des Massependels 7 im Falle eines
Unfalls, bei dem das Massependel 7 aufgrund der Schwerkraft
in Richtung des Dämpfelements 10 beschleunigt
wird, in das Zahnrad 11 des Dämpfelements 10 eingreift
und damit die Zahnradachse 1, die mit dem Zahnrad 11 des
Dämpfelementes 10 in Wirkverbindung steht, blockiert
und den Deckel 13 aus 2, der wiederum
auf der Zahnradachse 1 sitzt, in der geschlossenen Position
fixiert.
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2 zeigt
die Rückseite der Zahnradachse 1 aus 1.
Auf der Zahnradachse 1 ist der Deckel 13 mit Hilfe
eines Befestigungsrings 19 befestigt, wobei die exakte
Positionierung des Deckels 13 auf der Zahnradachse 1 durch
die Codierung 12 an der Zahnradachse 1 gewährleistet
wird, wodurch die Montage der Öffnungskinematik am Deckel 13 vereinfacht
wird.
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Die 3 zeigt
die symmetrisch aufgebaute Schenkelfeder 4, die an ihren
gleichschenkligen Enden in Form eines Sprengrings 5 ausgebildet
ist. Über diese Sprengring 5 stellt die Schenkelfeder 4 die
Verbindung zwischen der Zahnradachse 1 und der ortsfesten
Achse 6 her, wobei der Sprengring 5 in nutförmige Einschnürungen 16,
sowohl an der Befestigungsvorrichtung 3 an der Zahnradachse 1 als
auch an der ortsfesten Achse 6 eingreift.
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Eine
perspektivische Darstellung der ortsfesten Achse 6 ist
in der 4 zu sehen. Bei dieser Darstellung sind die Codierungen 14, 15 zu
erkennen, die als Stege in Längsrichtung der ortsfesten
Achse 6 angeordnet sind. Dabei dient die Codierung 14 zur Positionierung
der ortsfesten Achse 6 in einer entsprechenden Befestigungsöffnung
in der Karosserie des Fahrzeugs, während die Codierung 15 dafür sorgt,
dass sich das Massependel 7 in der richtigen Position befindet.
Des Weiteren ist in der 4 die nutförmige Einschnürung 16 zu
erkennen, in die die sprengringförmigen Enden 5 der
Schenkelfeder 4 bei der Montage eingreifen.
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Die 5 ist
eine perspektivische Darstellung des Massependels 7 mit
dem Haltering 8 zur Befestigung des Massependels 7 auf
der ortsfesten Achse 6 und dem Zahnbart, der als Pendelmasse 9 dient.
An dem Befestigungsring 8 ist eine als Aussparung ausgebildete
Codierung 17 zu erkennen, die mit der Codierung 15 des
Massependels 7 zusammenwirkt.
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Der
Wirkmechanismus des Massependels 7 wird aus der 6 deutlich,
in der das Massependel 7 in Korrespondenz zum Zahnrad 11 des
Dämpferelements 10 gezeigt wird. Die 6 zeigt
die Position des Massependels 7 im Normalzustand, in dem
das Massependel 7 aufgrund seiner Schwerkraft nach unten
hängt und somit den Deckel 13 des Klappfachs freigibt.
Bei dieser Darstellung eines Schnittes durch die Längsachse
des Massependels 7 wird die Position des Massependels 7 verdeutlicht,
die durch die Codierungen 15 und 17, die miteinander
korrespondieren, vorgegeben ist. Im Falle eines Überschlags bewegt
sich das Massependel 7 aufgrund seiner Schwerkraft in Richtung
des Richtungspfeils 18 bis hin zum Zahnrad 11 des
Dämpferelements 10 und greift mit der Zahnung
des Zahnbarts in die Zahnung des Zahnrads 11 ein und blockiert
damit das Zahnrad 11 und arretiert damit gleichzeitig den
Deckel 13 des Klappfachs.
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Die 7a zeigt
in einer Seitenansicht eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des
Massependels 7, das nun mit einem zusätzlichen
Sperrmechanismus versehen ist, wozu im Bereich der Pendelmasse 9 zwei
Haltezähne 20, 21 vorgesehen sind, die
dafür vorgesehen sind, in die Zahnkränze der Silikonbremse
und der Zahnradachse einzugreifen. Für die rechts- und
linksseitige Verwendung des Massependels 7 ist es nicht
erforderlich, dass die Pendelmasse 9 symmetrisch aufgebaut
ist, sondern es genügt, dass das Massependel 7 entlang
seiner Längsachse eine Symmetrieebene 22 aufweist,
die senkrecht zur Seitenansicht angeordnet ist und das Massependel 7 teilt,
was in der 7b verdeutlicht wird, die eine
Draufsicht auf das Pendel aus 7a zeigt.
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In
der 8 ist die Wirkweise des Sperrmechanismus dargestellt.
In dieser Darstellung ist zu erkennen, dass das Massependel 7 nun
so ausgebildet ist, dass es mit seiner Pendelmasse 9 das
Zahnrad 11 der Silikonbremse 10 umfassen kann.
Auch in diesem Fall bewegt sich die Pendelmasse 9 aufgrund des
Trägheitsmoments in Richtung der Silikonbremse 10 bis
der erste Haltezahn 20 als Steuerzahn in das Zahnrad 11 der
Silikonbremse 10 eingreift. Dabei wird das Massependel 7 mit
dem zweiten Haltezahn 21 in das Zahnrad 2 der
Zahnradachse 1 gezogen, wobei die beiden Haltezähne 20, 21 in
den Zahnrädern 11, 2 verkeilen und das
Gesamtsystem, das nun zweifach fixiert ist, zuverlässig
blockieren.
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Im
Zusammenhang mit 8 soll ergänzt werden,
dass eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung
vorsieht, dass das Massependel lediglich einen Haltezahn aufweist.
Da letztendlich die Blockierung der Zahnradachse 1 entscheidend
ist, reicht es aus, wenn lediglich der Haltezahn 21 vorhanden
ist, der in das Zahnrad 2 der Zahnradachse 1 eingreift.
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Zu
den 1 bis 8 ist anzumerken, dass sie lediglich
beispielhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung zeigen,
ohne dass darin eine Einschränkung zu sehen ist.
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- 1
- Zahnradachse
- 2
- Zahnrad
- 3
- Befestigungsvorrichtung
- 4
- Schenkelfeder
- 5
- Federring
- 6
- Ortsfeste
Achse
- 7
- Massependel
- 8
- Befestigungsring
- 9
- Pendelmasse
- 10
- Dämpferelement
- 11
- Zahnrad
- 12
- Codierung
- 13
- Deckel
- 14
- Codierung
- 15
- Codierung
- 16
- Nutförmige
Einschnürung
- 17
- Codierung
- 18
- Richtungspfeil
- 19
- Befestigungshülse
- 20
- Haltezahn
(Steuerzahn)
- 21
- Haltezahn
- 22
- Symmetrieebene
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4130847
C2 [0002]
- - DE 102004055654 B4 [0003]
- - DE 102005043593 A1 [0004]