DE102011003282A1

DE102011003282A1 - Vorrichtung zum Schließen einer schwenkbaren Klappe eines Kraffahrzeugs

Info

Publication number: DE102011003282A1
Application number: DE102011003282A
Authority: DE
Inventors: Thomas Heinl
Original assignee: Scherdel Innotec Forschungs und Entwicklungs GmbH
Current assignee: Scherdel Innotec Forschungs und Entwicklungs GmbH
Priority date: 2011-01-27
Filing date: 2011-01-27
Publication date: 2012-08-02
Anticipated expiration: 2031-01-28
Also published as: WO2012101264A1; DE102011003282B4

Abstract

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schließen einer schwenkbaren Klappe eines Kraftfahrzeugs, insbesondere einer Kraftfahrzeug-Heckklappe, umfasst einen ersten scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt für eine Feder an einem Scharnierbügel der Klappe; einen zweiten karosserieseitigen Anbindungspunkt für eine Feder an einem gegenüber der Klappe feststehenden Bereich; eine Feder, beispielsweise eine Zugfeder oder eine Gasfeder, die zwischen dem ersten scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt und dem zweiten karosserieseitigen Anbindungspunkt angeordnet ist; und eine Verschiebeeinrichtung für den ersten scharnierbügelseitigen oder zweiten karosserieseitigen Anbindungspunkt der Feder. Die Verschiebeeinrichtung ist durch die Steuereinheit so ansteuerbar, dass der erste scharnierbügelseitige oder der zweite karosserieseitige Anbindungspunkt der Feder von der Ausgangsposition bis zu einer von der Steuereinheit unter Berücksichtigung der Lage des Kraftfahrzeugs bestimmbaren Klappenschließ-Verschiebeposition verfahren wird, bei der das Federkraftöffnungsmoment, das sich aus der Wirkrichtung der Feder und dem rechtwinklig dazu liegenden Hebelarm ergibt, kleiner ist als das schließende Klappengewichtsmoment, um eine Schließbewegung der Klappe aus der geöffneten Klappenstellung zu initiieren, und dass der erste scharnierbügelseitige oder der zweite karosserieseitige Anbindungspunkt der Feder im Falle des Detektierens einer bestimmten Klappenschwenkposition von der Klappenschließ-Verschiebeposition in eine wenigstens ein Stück weit näher bei der Ausgangsposition gelegene Reversierposition reversiert wird, um die Schließenergie der Klappe zu reduzieren.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schließen einer schwenkbaren Klappe, insbesondere einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs.
Heckklappen von Kraftfahrzeugen werden zumeist manuell geschlossen, indem durch eine Bedienperson die Heckklappe von der geöffneten Position unter Kraftaufwand in die geschlossene Position gezogen wird.
Um den Komfort zu erhöhen und das Schließen von Heckklappen auch für kleinere oder behinderte Personen zu ermöglichen, wird vermehrt dazu übergegangen, Heckklappen von Kraftfahrzeugen mit einem automatischen Schließmechanismus auszurüsten. Bislang haben solche automatischen Schließmechanismen bei Kraftfahrzeugen in dem Premiumsegment Eingang gefunden, weil sie noch relativ teuer sind.
Bei solchen automatischen Schließmechanismen ergibt sich häufig das Problem, dass beim Ins-Schloss-Fallen relativ große Kräfte wirken, was die Gefahr des Einklemmens von Gliedmaßen oder Gegenständen zwischen Klappe und Karosserie mit sich bringt. Dabei kann beispielsweise eine Hand oder ein Arm eines Benutzers, der sich während des Schließvorgangs versehentlich zwischen schließender Klappe und Karosserie befindet, eingequetscht werden.
Zudem ergibt sich bei solchen automatischen Schließmechanismen oft das Problem, dass sie bei einer Schrägstellung des Kraftfahrzeugs nur unzureichend funktionieren.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kostengünstige Vorrichtung zum Schließen einer Klappe anzugeben, mit der ein effektiver Einklemmschutz bereitgestellt wird. Des Weiteren sollen eine schwenkbare Klappe sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen schwenkbaren Klappe angegeben werden, in denen eine solche Vorrichtung verwirklicht ist.
Diese Aufgaben werden durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüche.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schließen einer schwenkbaren Klappe eines Kraftfahrzeugs, insbesondere einer Kraftfahrzeug-Heckklappe, umfasst einen ersten scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt für eine Feder an einem Scharnierbügel der Klappe; einen zweiten karosserieseitigen Anbindungspunkt für eine Feder an einem gegenüber der Klappe feststehenden Bereich; eine Feder, beispielsweise eine Zugfeder oder eine Gasfeder, die zwischen dem ersten scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt und dem zweiten karosserieseitigen Anbindungspunkt angeordnet ist; und eine Verschiebeeinrichtung für den ersten scharnierbügelseitigen oder zweiten karosserieseitigen Anbindungspunkt der Feder. Die Verschiebeeinrichtung ist durch die Steuereinheit so ansteuerbar, dass der erste scharnierbügelseitige oder der zweite karosserieseitige Anbindungspunkt der Feder von der Ausgangsposition bis zu einer von der Steuereinheit unter Berücksichtigung der Lage des Kraftfahrzeugs bestimmbaren Klappenschließ-Verschiebeposition verfahren wird, bei der das Federkraftöffnungsmoment, das sich aus der Wirkrichtung der Feder und dem rechtwinklig dazu liegenden Hebelarm ergibt, kleiner ist als das schließende Klappengewichtsmoment, um eine Schließbewegung der Klappe aus der geöffneten Klappenstellung zu initiieren, und dass der erste scharnierbügelseitige oder der zweite karosserieseitige Anbindungspunkt der Feder im Falle des Detektierens einer bestimmten Klappenschwenkposition von der Klappenschließ-Verschiebeposition in eine wenigstens ein Stück weit näher bei der Ausgangsposition gelegene Reversierposition reversiert wird, um die Schließenergie der Klappe zu reduzieren.
Unter einer Klappe eines Kraftfahrzeugs werden erfindungsgemäß beliebige Klappen verstanden, also auch Heckklappen von Kraftfahrzeugen vom Fließheck- oder Steilhecktyp und Deckel von Kraftfahrzeugen vom Limousinentyp.
Gemäß einem Grundgedanken der Erfindung erfolgt das Schließen der Klappe durch Verschieben des scharnierbügelseitigen Anbindungspunkts oder des karosserieseitigen Anbindungspunkts der Feder, so dass das Federkraftöffnungsmoment reduziert wird und das schließende Klappengewichtsmoment unterschreitet. Dabei wird die Lage des Kraftfahrzeugs, also die Schrägstellung des Kraftfahrzeugs in Bezug auf die Fahrzeuglängs- und/oder Fahrzeugrichtung berücksichtigt, so dass die Klappe unabhängig von der Lage des Kraftfahrzeugs geschlossen werden kann.
Die Klappenschließ-Verschiebeposition, in welche der erste scharnierbügelseitige oder der zweite karossierieseitige Anbindungspunkt der Feder verfahren werden muss, um eine Schließbewegung der Klappe aus der geöffneten Klappenstellung zu initiieren, ist von der Lage des Kraftfahrzeuges abhängig. Bei einem in der Ebene stehenden Kraftfahrzeugs wird nur ein Teil des zur Verfügung stehenden Verschiebeweges für den Anbindungspunkt benötigt, um das Federkraftöffnungsmoment soweit abzusenken, dass eine Schließbewegung der Klappe initiiert wird. Bei einem in Bergauf-Richtung parkenden Fahrzeug ist der erforderliche Verfahrweg noch geringer, hingegen wird bei einem in Bergab-Richtung parkenden Fahrzeug ein größerer Verfahrweg für den Anbindungspunkt der Feder benötigt, um das Federkraftöffnungsmoment soweit abzusenken, dass eine Schließbewegung der Klappe initiiert wird. Ziel ist es, über alle Parkstellungen hinweg immer mit der gleichen Schließgeschwindigkeit ins Schloss zu kommen.
Erfindungsgemäß wird durch die Steuereinheit zuverlässig die Klappenschließ-Verschiebeposition berechnet, also derjenige Verfahrweg, den die Verschiebeeinrichtung leisten muss, um die Klappe sicher zu schließen, und zwar unter Berücksichtigung einer Schrägstellung in Fahrzeuglängsrichtung bzw. Steigung sowie einer Schrägstellung in Fahrzeugquerrichtung bzw. Neigung. Die Klappenschließ-Verschiebeposition kann dabei von der Steuereinheit mittels jeweils für verschiedene Fahrzeugschrägstellungen hinterlegten Kennlinien errechnet werden.
Durch das Detektieren einer bestimmten Klappenposition mittels klappenfesten Neigungssensors kann die Geschwindigkeit der Klappe bei der Schließbewegung ermittelt werden.
Durch die fahrzeuglageabhängige Bestimmung der Klappenschließ-Verschiebeposition des Anbindungspunkts der Feder kann die Schließzeit, also die Zeitdauer der Schließbewegung von der geöffneten bis in die geschlossene Klappenposition situationsabhängig optimiert werden, und durch das Reversieren des Anbindungspunkts in die Reversierposition kann die Geschwindigkeit, mit der die Klappe die Schließposition erreicht, ebenfalls situationsabhängig auf einen akzeptablen Wert gesenkt werden. Die von manchen Kraftfahrzeugherstellern geforderte Mindestgeschwindigkeit der Klappenbewegung beim Erreichen der geschlossenen Stellung kann somit für sämtliche Kraftfahrzeugstellungen in der Ebene, in einer Steigung bergauf oder bergab oder in einer Neigung nach links oder nach rechts in Fahrzeugquerrichtung erreicht werden.
Gemäß einem weiteren Grundgedanken der Erfindung wird durch das Reversieren des ersten scharnierbügelseitigen oder des zweiten karosserieseitigen Anbindungspunkts der Feder in die Reversierposition eine sanfte Schließbewegung der Klappe realisiert, und ein ständiges Beschleunigen der Klappe während der Klappenschließbewegung, was sich aufgrund der Erhöhung des schließenden Klappengewichtsmoments während der Schließbewegung ergeben würde, wird verhindert. Es wird eine Klappenschließung mit einer genügenden, aber nicht zu großen Klappenschließkraft erreicht, die den Herstellervorgaben entspricht. Durch die derart erreichte Klappenschließkraft wird die Schließenergie der Klappe deutlich reduziert, wodurch die Gefahr von ernsthaften Verletzungen und Quetschungen durch ein ungewolltes Einklemmen von Gliedmaßen oder Gegenständen im Heckklappenscherbereich zwischen der Klappe und der Karosserie signifikant gesenkt wird. Die erfindungsgemäß auftretenden Schließkräfte im Scherbereich zwischen Karosserie und Klappe sind gering. Dies macht zusätzliche Maßnahmen und Sicherungen zum Einklemmschutz überflüssig.
Insgesamt wird über den Verfahrweg der Verschiebeeinheit die Geschwindigkeit der Klappe beim kompletten Schließvorgang kontrolliert, und somit werden eine zuverlässige Schließung aus allen Fahrzeugpositionen und gleichzeitig eine sanfte Schließbewegung der Klappe realisiert.
Erfindungsgemäß wird die Differenz der Schließenergie der Klappe zu der Wirkenergie der Feder über die unterschiedlichen Hebelarme der Verschiebeeinheit beeinflusst.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung kann ein Sensor zur Erfassung der Lage des Kraftfahrzeugs vorgesehen sein, dieser kann an einer beliebigen Stelle des Kraftfahrzeugs angeordnet werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Sensor zur Erfassung der Lage des Kraftfahrzeugs auch so ausgebildet sein, dass er die Klappenschwenkposition mit erfasst, hierfür kann er insbesondere an oder in der Klappe des Kraftfahrzeugs vorgesehen sein.
Alternativ dazu kann zur Erfassung der Klappenschwenkposition auch ein zusätzlicher Neigungssensor in oder an der Klappe vorgesehen sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird beim Verschieben des ersten scharnierbügelseitigen oder des zweiten karosserieseitigen Anbindungspunkts der Feder von der Ausgangsposition bis zu der Klappenschließ-Verschiebeposition überwiegend der Hebelarm des Federkraftöffnungsmoments reduziert, und die Spannung der Feder nur unwesentlich verändert. Die Schließbewegung wird somit durch eine Reduzierung des Federkraft-Öffnungsmoments infolge des verringerten Hebelarms des Federkraftöffnungsmoments bewirkt, was eine geringe Änderungsgeschwindigkeit und somit einen sanften beginn der Schließbewegung der Klappe mit sich bringt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung berücksichtigt die Steuereinheit beim Bestimmen der Klappenschließ-Verschiebeposition des ersten scharnierbügelseitigen oder des zweiten karosserieseitigen Anbindungspunkts der Feder auch das schließende Klappengewichtsmoment, das sich aus der Gewichtskraft der Klappe und deren Hebelarm ergibt. Dieses schließende Klappengewichtsmoment ändert sich bei einer Schließbewegung der Klappe infolge der Vergrößerung des Hebelarms. Die Steuereinheit berücksichtigt somit bei der Bestimmung der Klappenschließ-Verschiebeposition das Federkraftöffnungsmoment, das sich aus der Wirkrichtung der Feder und dem rechtwinklig dazu liegenden Hebelarm ergibt, das schließende Klappengewichtsmoment, das sich aus der Gewichtskraft der Klappe und deren Hebelarm ergibt, und die Lage des Kraftfahrzeugs in Kraftfahrzeuglängs- und/oder Kraftfahrzeugquerrichtung. Dadurch kann eine zuverlässige und gleichzeitige sanfte Klappenschließung für jede Lage des Kraftfahrzeugs gewährleistet werden.
Ebenso kann die Steuereinheit die Klappenschwenkposition, ab welcher der erste scharnierbügelseitige oder der zweite karosserieseitige Anbindungspunkt der Feder von der Klappenschließ-Verschiebeposition in die Reversierposition reversiert wird, zuverlässig bestimmen. Dabei kann die Steuereinheit das schließende Klappengewichtsmoment, das Federkraftöffnungsmoment und die Lage des Kraftfahrzeugs berücksichtigen. Alternativ dazu kann die Klappenschwenkposition, ab welcher der erste scharnierbügelseitige oder der zweite karosserieseitige Anbindungspunkt der Feder von der Klappenschließ-Verschiebeposition in die Reversierposition reversiert wird, auch eine vorbestimmte Klappenschwenkposition, beispielsweise in einem Bereich zwischen einem Drittel und der Hälfte des Schwenkweges der Klappe zwischen geöffneter und geschlossener Klappenposition sein, was den Berechnungsaufwand deutlich reduziert. Ebenso ist es möglich, dass die bestimmte Klappenschwenkposition, ab welcher der Anbindungspunkt reversiert wird, einer bestimmten Klappenschließgeschwindigkeit oder einer Klappenschließbeschleunigung entspricht. Hierfür müsste ein geeigneter neigungssensor klappenfest vorgesehen werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung liegt bei einem in der Ebene stehenden Kraftfahrzeug die Reversierposition des ersten scharnierbügelseitigen oder des zweiten karosserieseitigen Anbindungspunkts der Feder in etwa mittig zwischen der Ausgangsposition und der Klappenschließ-Verschiebeposition der Verschiebeeinrichtung.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinheit und/oder der Sensor dazu ausgebildet, den Winkel der Klappe beim Schließvorgang zwischen der geöffneten und der geschlossenen Klappenposition zeitabhängig zu erfassen, und die Steuereinheit ist so ausgebildet, dass sie bei einer signifikanten Abweichung des erfassten Winkels der Klappe von einem erwarteten Winkel die Verschiebeeinrichtung so ansteuert, dass der erste scharnierbügelseitige oder der zweite karosserieseitige Anbindungspunkt der Feder von der Klappenschließ-Verschiebeposition zurück in die Ausgangsposition reversiert wird. Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung wird eine schnelle Reaktion in der Steuerung auf Störungen, insbesondere auch auf den Einklemmfall ermöglicht. Bei einer Verschiebung des Anbindungspunkts der Feder in die Klappenschließ-Verschiebeposition kann durch die Steuereinheit der daraufhin nach einer bestimmten Zeit erwartete Klappenwinkel der Heckklappe berechnet werden. Falls sich der durch einen Sensor erfasste Winkel der Klappe von einem erwarteten Winkel so deutlich unterscheidet, dass dies auf eine Störung hindeutet, kann die Steuereinheit den Anbindungspunkt der Feder zurück in die Ausgangsposition reversieren. Beispielsweise kann der erfasste Winkel kleiner als der erwartete Winkel sein, so dass die Klappenschließbewegung der erwarteten Bewegung nachhinkt, was ein Indiz auf eine langsamere Schließgeschwindigkeit ist, was ggf. auf eine Fehlfunktion der Verschiebeeinrichtung hindeuten kann. Kritischer ist wohl derjenige Fall, bei dem der erfasste Winkel der Klappenschließung größer als der erwartete Winkel ist, was ein Indiz für eine größere Schließgeschwindigkeit und für die Gefahr von höheren Schließkräften beim Erreichen der Schließposition durch die Klappe ist. Bei einer solchen Störung wird gemäß dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform sichergestellt, dass keine unkontrollierte Schließung der Klappe mit den damit verbundenen Risiken erfolgt, sondern dass die Klappe zurück in die geöffnete Position gebracht wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinheit und/oder der Sensor dazu ausgebildet, den Winkel der Klappe beim Schließvorgang zwischen der geöffneten und der geschlossenen Klappenposition zeitabhängig zu erfassen, und die Steuereinheit ist so ausgebildet, dass sie bei einer signifikanten Abweichung des erfassten Winkels der Klappe von einem erwarteten Winkel einen Korrekturfaktor für die Verschiebeeinrichtung, insbesondere für die Klappenschließ-Verschiebeposition der Verschiebeeinrichtung bestimmt. Diese Funktionalität wird auch Teach-In genannt und kommt insbesondere bei einem Neueinbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schließen einer schwenkbaren Klappe in ein Kraftfahrzeug zum Einsatz. Die Schließbewegung wird wenigstens teilweise vorausberechnet und diese wird mit der realen Schließbewegung abgeglichen. Wenn sich eine Abweichung zwischen der realen und der vorausberechneten Schließbewegung ergibt, was auf die Fahrzeuggegebenheiten, wie eine andere Scharnierreibung als erwartet, oder ein anderes Klappengewicht als erwartet, bspw. durch eine schwerere Metallic-Lackierung, zurückzuführen ist, wird ein Korrekturfaktor für die Verschiebeeinrichtung, insbesondere für die Klappenschließ-Verschiebeposition der Verschiebeeinrichtung bestimmt, der ab dem nächsten Schließvorgang durch die Verschiebeeinrichtung berücksichtigt wird. Wenn die Klappe schneller schließt bzw. eine bestimmte Winkelposition schneller erreicht als vorausberechnet, bewirkt der Korrekturfaktor, dass die Klappenschließ-Verschiebeposition näher an der Ausgangsposition liegt, der Federanbindungspunkt also weniger weit verfahren wird. Wenn die Klappe nicht oder zu langsam schließt bzw. eine bestimmte Winkelposition nicht oder zu langsam erreicht als vorausberechnet, bewirkt der Korrekturfaktor, dass die Klappenschließ-Verschiebeposition weiter von der Ausgangsposition beabstandet liegt, der Federanbindungspunkt also weiter verfahren wird. Durch diese Ausführungsform der Erfindung kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schließen einer schwenkbaren Klappe nach dem Einbau in ein Kraftfahrzeug optimal eingestellt werden und eine zuverlässige Schließung der Klappe gewährleisten. Hierfür können ein oder mehrere Schließvorgänge durchgeführt und nacheinander Korrekturfaktoren ermittelt und verwendet werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Steuereinheit und/oder die Verschiebeeinrichtung für den Anbindungspunkt der Feder dazu ausgebildet sein, den Verfahrweg des Anbindungspunkts der Feder, also das Inkrement des Motors, zeitabhängig zu erfassen. Wenn der erfasste Verfahrweg von signifikant von einem erwarteten Verfahrweg abweicht, steuert die Steuereinheit die Verschiebeeinrichtung so an, dass der Anbindungspunkt der Feder zurück in die Ausgangsposition reversiert wird. Diese Abweichung entspricht einem Störungssignal, beispielsweise wird der Anbindungspunkt schneller oder langsamer als erwartet oder gar überhaupt nicht verfahren. Bei einer solchen Störung wird gemäß dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform sichergestellt, dass keine unkontrollierte Schließung der Klappe mit den damit verbundenen Risiken erfolgt, sondern dass die Klappe zurück in die geöffnete Position gebracht wird.
Die Erfindung betrifft auch eine schwenkbare Klappe, insbesondere eine Heckklappe eines Kraftfahrzeugs vom Limousinen-/oder Steilhecktyp, mit einer Vorrichtung zum Schließen derselben der oben beschriebenen Art. Dabei ist der erste scharnierbügelseitige Anbindungspunkt der Feder an dem Scharnierbügel der Klappe, beabstandet von deren Schwenkachse angeordnet. Eine solche schwenkbare Klappe kann besonders vorteilhaft geschlossen werden, und es ergeben sich die mit Bezug auf die Vorrichtung zum Schließen der Klappe beschriebenen Vorteile und Ausführungsformen, die hier nicht noch einmal wiederholt werden.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der schwenkbaren Klappe reicht es aus wenn lediglich einseitig eine Vorrichtung zum Schließen der Klappe der oben beschriebenen Art vorgesehen wird. Dies stellt eine besonders kostengünstige Variante dar. Diese Variante ist insbesondere in Kombination mit einem Servoschloss sehr praktikabel, denn die dort oft bestehende Hauptanforderung, dass zumindest die Vorraste des Schlosses erreicht wird, da ab diesem Zeit punkt/Funktionspunkt im Schloss alles automatisch abläuft, wird durch diese Ausführungsform gut erfüllt. Um das Federkraftöffnungsmoment entsprechend zu verringern und die Klappenschließung zu initiieren, ist bei dieser Ausführungsform ein kleinerer Verfahrweg des Anbindungspunkts bis zur Klappenschließ-Verschiebeposition erforderlich. Dichtungsgegendruck muss nicht überwunden werden.
Alternativ dazu kann selbstverständlich auf beiden Seiten der Klappe eine Vorrichtung zum Schließen derselben der oben beschriebenen Art vorgesehen werden. Dabei ist es bevorzugt, die Steuereinheiten der beiden Vorrichtungen zu einer gemeinsamen Steuereinheit zusammenzufassen, die beide Verschiebeeinrichtungen parallel ansteuert, so dass die Anbindungspunkte der Federn beidseitig synchron verfahren werden. Die bei dieser Variante erforderlichen Verfahrwege sind geringer, als wenn nur auf einer Seite der Klappe eine entsprechende Vorrichtung vorgesehen wird. Bei einem einseitigen Vorsehen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine größere Spindelsteigung erforderlich, um eine gleiche Klappendynamik zu erreichen.
Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug vom Limousinen-/Schrägheck- oder Steilhecktyp mit einer schwenkbaren Heckklappe der oben beschriebenen Art, bei dem der zweite karosserieseitige Anbindungspunkt der Feder an der Karosserie, beispielsweise an einem Punkt im Kofferraum des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Die sich hierbei ergebenden Vorteile und Ausführungsformen entsprechen den oben dargelegten und werden hier nicht noch einmal wiederholt.
Ein solches Kraftfahrzeug kann weiterhin ein Schloss, insbesondere ein Servoschloss/automatische Zuziehhilfe für die schwenkbare Heckklappe aufweisen. Dabei kann die Steuereinheit die Verschiebeeinrichtung so ansteuern, dass die schwenkbare Heckklappe zumindest eine Vorraste des Schlosses erreicht. Ab diesem Zeitpunkt/Funktionspunkt erfolgt das Verschließen durch das Servoschloss automatisch.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.
1 zeigt eine Prinzipskizze einer Heckklappe mit einer Klappenschließvorrichtung;
2 zeigt eine perspektivische Darstellung einer ersten schwenkbaren Heckklappe in geöffnetem Zustand, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
3 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Klappenschließvorrichtung der ersten schwenkbaren Heckklappe aus 2;
4 zeigt eine perspektivische Darstellung einer zweiten schwenkbaren Heckklappe in geöffnetem Zustand, gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
5 zeigt eine perspektivische Darstellung einer zweiten Klappenschließvorrichtung der zweiten schwenkbaren Heckklappe aus 4;
6 zeigt eine perspektivische Darstellung der Verfahreinrichtung für den scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt der zweiten schwenkbaren Heckklappe aus 4;
7 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs vom Limousinentyp mit geöffneter Heckklappe und mit einer Verfahreinrichtung für den karosserieseitigen Anbindungspunkt, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
8 zeigt eine schematische Seitenansicht des Kraftfahrzeugs aus 7 mit der Heckklappe in einer Schwenkposition;
9 zeigt eine schematische Seitenansicht des Kraftfahrzeugs aus den 7 und 8 mit der Heckklappe in der geschlossenen Position;
10 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs vom Limousinentyp mit geöffneter Heckklappe und mit einer Verfahreinrichtung für den scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
11 zeigt eine schematische Seitenansicht des Kraftfahrzeugs aus 10 mit der Heckklappe in einer Schwenkposition;
12 zeigt eine schematische Seitenansicht des Kraftfahrzeugs aus den 10 und 11 mit der Heckklappe in der geschlossenen Position;
13, 14 und 15 zeigen, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, das an einer Steigung bergauf stehende Kraftfahrzeug aus den 7, 8 und 9, mit der Heckklappe in der geöffneten Klappenposition gemäß 7, in der geschwenkten Position gemäß 8 und in der geschlossenen Klappenposition gemäß 9; und
16, 17 und 18 zeigen, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, das an einer Steigung bergauf stehende Kraftfahrzeug aus den 10, 11 und 12, mit der Heckklappe in der geöffneten Klappenposition gemäß 10, in der geschwenkten Position gemäß 11 und in der geschlossenen Klappenposition gemäß 12.
1 zeigt eine Prinzipskizze 2 einer Heckklappe 4 mit einer Klappenschließvorrichtung.
Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele sind lediglich exemplarischer Natur. Selbstverständlich sind auch andere als die gezeigten Ausführungsbeispiele vom Wortlaut der Ansprüche umfaßt.
Die in 1 dargestellte Heckklappe 4 ist als Heckdeckel eines Kraftfahrzeugs vom Limousinen- bzw. Stufenhecktyp ausgeführt. Die Heckklappe 4 ist in 1 in geschlossenem Zustand dargestellt, in dem die Haupterstreckungsrichtung in der Horizontalen liegt. Die Heckklappe 4 ist um einen Scharnier-Drehpunkt 6 in Schwenkrichtung 12 nach oben in eine geöffnete Position schwenkbar. Der Scharnier-Drehpunkt 6 ist dabei in 1 exemplarisch oberhalb der Haupterstreckungsrichtung der Heckklappe 4 gelegen, damit nachfolgend die Momentenverhältnisse besser visualisiert werden können. Der Scharnier-Drehpunkt 6 kann dabei auch in der Ebene der Haupterstreckungsrichtung der Heckklappe 4 oder geringfügig darunter liegen.
An dem heckwärtigen, in 1 rechts dargestellten Ende weist die Heckklappe 4 einen nach unten geneigten Abschnitt auf, an dessen Ende der Handangriffspunkt 10 und ein hier nicht gezeigtes fernentriegelbares Schloss liegt. Der Heckklappen-Schwerpunkt 8 ist in 1 exemplarisch ungefähr in der Mitte der horizontalen Erstreckung der Heckklappe 4 dargestellt. An diesem Heckklappen-Schwerpunkt 8 ist die nach unten wirkende Gewichtskraft F_g der Heckklappe mittels eines Pfeils visualisiert. Der Hebelarm h₂ der Heckklappe 4 ist ebenfalls dargestellt, er verläuft zwischen dem Scharnier-Drehpunkt 6 und dem Heckklappen-Schwerpunkt 8 in horizontaler Richtung. Das schließende Klappengewichtsmoment M_zu der Heckklappe 4 ergibt sich zu: M_zu = h₂ × F_g
Die Klappenschließvorrichtung der Heckklappe 4 umfasst eine Zugfeder 14, die sich zwischen dem scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt 16 und dem karosserieseitigen Anbindungspunkt 20 erstreckt. In 1 handelt es sich dabei um eine Schrauben-Zugfeder 14, ebenso könnte auch eine Gasfeder zum Einsatz kommen. Der in 1 links, also in Richtung zur Vorderseite des Kraftfahrzeugs hin gelegene scharnierbügelseitige Anbindungspunkt 16 ist dabei insbesondere an einem in 1 nicht dargestellten bügelartigen Scharnier angeordnet, das den Scharnier-Drehpunkt 6 mit der Heckklappe 4 verbindet. Der karosserieseitige Anbindungspunkt 20 ist dabei insbesondere an einem gegenüber der Heckklappe 4 feststehenden Bereich des Kraftfahrzeugs, beispielsweise in einem Trocken-/Innenraum des Kraftfahrzeugs oder an einem Karosserieteil angeordnet. Die Zugfederkraft der F_ZUG der Zugfeder 14 ist mittels eines in horizontaler Richtung verlaufenden Pfeils dargestellt. Der Hebelarm h₁ der Zugfeder 14 ist hierzu in etwa rechtwinklig dargestellt. Das öffnende Federkraftmoment M_AUF der Zugfeder 14 ergibt sich wie folgt: M_AUF = h₁ × F_ZUG
Die Öffnungs- bzw. Schließbewegung der Heckklappe 4 ergibt sich aus dem resultierenden Moment zwischen dem öffnenden Federkraftmoment M_AUF und dem schließenden Klappengewichtsmoment M_ZU.
Wenn M_AUF größer als M_ZU ist, so ergibt sich eine Selbstöffnung der Heckklappe 4.
Wenn M_AUF kleiner als M_ZU ergibt sich eine Momentenunterdeckung und somit ein Schließen oder Zufallen der Heckklappe 4.
Gemäß einer der Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis kann nun das öffnende Federkraftmoment M_AUF durch ein Verfahren des scharnierbügelseitigen Anbindungspunkts 16 oder des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 verändert werden.
Eine exemplarische Verfahrrichtung 18 des scharnierbügelseitigen Anbindungspunkts 16 in vertikaler Richtung ist in 1 mittels eines Doppelpfeils 18 dargestellt. Alternativ dazu kann diese Verfahrrichtung auch in einem Winkel gegenüber der Vertikalen geneigt sein.
Ebenso ist eine exemplarische Verfahrrichtung 22 des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 in 1 mittels eines Doppelpfeils dargestellt. Diese exemplarische Verfahrrichtung 22 verläuft in etwa in der Vertikalen. Die Erfinder haben jedoch herausgefunden, dass auch eine Verfahrrichtung in einem Winkel schräg nach unten, bei dem nicht nur das resultierende Moment M_AUF verändert wird, sondern zudem noch die Zugfeder 14 ein Stück weit entspannt wird, von Vorteil ist.
2 zeigt eine perspektivische Darstellung einer ersten schwenkbaren Heckklappe 4 in geöffnetem Zustand.
Nachfolgend werden die Begriffe vorne und hinten mit Bezug auf die Fahrzeuglängsachse des Kraftfahrzeugs, das die schwenkbare Heckklappe umfasst, und demgemäß ungefähr als links und rechts in der Zeichenebene der 2 und 4 liegend verstanden.
Die in den 2 und 4 dargezeigten Stangen oder Balken zeigen einen Versuchsaufbau der schwenkbaren Heckklappe mit jeweiliger Verfahreinrichtung. Bei einer Anordnung der Klappenschließvorrichtung in einem Kraftfahrzeug fehlen diese.
In 2 ist die Heckklappe in vollständig geöffnetem Zustand dargestellt, in dem ihre Haupterstreckungsrichtung im Wesentlichen aufrecht ist. Dabei sind nur ein exemplarischer Abschnitt einer Heckklappe mit einem Scharnierbügel 26, der die Heckklappe mit dem Scharnier-Drehpunkt 6 verbindet, eine Verfahreinrichtung 28 für den karosserieseitigen Anbindungspunkt 20 der Zugfeder 14 und die Zugfeder 14 selbst dargestellt.
Anstelle des schematisch dargestellten Heckklappenabschnitts kann selbstverständlich eine übliche Kraftfahrzeugheckklappe an dem Scharnierbügel 26 befestigt sein, und an der jeweils anderen Fahrzeugquerseite der Heckklappe kann zusätzlich eine weitere Verfahreinrichtung 28 mit Zugfeder 14 vorgesehen werden.
Der scharnierbügelseitige Anbindungspunkt 16 der Zugfeder 14 ist an einem ein Stück weit von dem Scharnier-Drehpunkt 6 entfernten Punkt des Scharnierbügels 26 gelegen, und die Zugfeder 14 verläuft im wesentlichen in horizontaler rückwärtiger Richtung, bezogen auf das Kraftfahrzeug, zu dem karosserieseitigen Anbindungspunkt 20.
Der karosserieseitige Anbindungspunkt 20 ist in der 2 in seiner Ausgangsposition gelegen, in der die Zugfeder 14 im Wesentlichen horizontal und parallel zur Fahrzeuglängsachse ausgerichtet ist. Mittels einer hier schematisch erkennbaren Verfahreinrichtung 28, von der in 2 eine Spindel, die in 3 noch näher erläutert wird, und Führungsstäbe zu sehen sind, kann der karosserieseitige Anbindungspunkt 20 der Zugfeder 14 verschoben werden, und zwar in linearer Richtung zwischen der in 2 gezeigten, zuoberst gelegenen Ausgangsposition, in der das Federkraft-Öffnungsmoment aufgrund des hohen Hebelarmes und der hohen Federkraft maximal ist, und der Klappenschließ-Verschiebeposition, die von der in 2 gezeigten Ausgangsposition gesehen, ein Stück weit nach schräg unten in Richtung anderes Ende der Spindel und der Führungsstäbe verschoben liegt, und in welcher der Hebelarm und die Federkraft etwas kleiner sind, sodass das Federkraft-Öffnungsmoment deutlich reduziert ist.
In 2 ist die Verfahreinrichtung 28 hinter dem Scharnierbügel und auf einem. niedrigeren Höhenniveau als der scharnierbügelseitige Anbindungspunkt 16 angeordnet. Der karosserieseitige Anbindungspunkt 20 ist somit ausgehend von der in 2 gezeigten Ausgangsposition, bei der sich die Klappe in der geöffneten Klappenposition befindet, bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung, schräg nach unten und vorne in eine Klappenschließ-Verschiebeposition des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 verschiebbar, um eine Klappenschließbewegung zu initiieren.
Beim Verschieben des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 der Zugfeder 14 von der Ausgangsposition gemäß 2 schräg nach unten zur Klappenschließ-Verschiebeposition entspannt sich die Zugfeder 14 ein Stück weit, und der Hebelarm des Federkraft-Öffnungsmoments verringert sich. Die lineare Verschieberichtung des karosserieseitige Anbindungspunkts 20 der Zugfeder 14 bildet dabei einen Winkel zur Horizontalen von 30 bis 60°, insbesondere von 40 bis 50°. Die Schließbewegung wird durch eine Reduzierung des Federkraft-Öffnungsmoments infolge des verringerten Hebelarms und der verringerten Spannung der Zugfeder 14 bewirkt.
3 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Klappenschließvorrichtung 30 der ersten schwenkbaren Heckklappe 4.
Bei der Darstellung der ersten Klappenschließvorrichtung 30 gemäß 3 ist im Unterschied zu der Darstellung der 2 der Scharnierbügel 26 so um den Scharnier-Drehpunkt 6 bzw. die Scharnier-Drehachse 6 geschwenkt worden, dass sich die daran befestigte Heckklappe 4, die in 3 nicht zu sehen ist, in der geschlossenen Position befindet.
In 3 ist exemplarisch die Klappenschließvorrichtung 30 und Scharnierbügel 26 der anderen Fahrzeugquerseite gezeigt, denn die Zugfeder 14 hat ihren scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt 16 links von der Schwenkebene des Scharnierbügels 26. Ein Stück weit von der Scharnier-Drehachse 6 beabstandet, ist an dem Scharnierbügel 26 ein scharnierbügelseitiges Befestigungsstück 32 angebracht, von dem nach außen hin in Fahrzeugquerrichtung ein Befestigungszapfen absteht, an dem die Zugfeder 14 mit ihrem scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt 16 befestigt ist. Die Zugfeder 14 erstreckt sich von diesem scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt 16 nach hinten, in der Zeichenebene in 3 also nach links, wobei die Hauptrichtung der Zugfeder 14 dabei schräg nach unten geneigt ist.
Mit ihrem karosserieseitigen Anbindungspunkt 20 ist die Zugfeder 14 an einer verschiebbaren Spindelmutter 40 einer Verfahreinrichtung 28 für den karosserieseitigen Anbindungspunkt 20 befestigt. Die Verfahreinrichtung 28 für den karosserieseitigen Anbindungspunkt 20 der Zugfeder 14 ist gegenüber der in 2 schematisch gezeigten Verfahreinrichtung 28 geringfügig modifiziert, insbesondere erstreckt sich ihre Motoreinheit 34 von ihrem vorderen Ende nach unten, und sie hat gegenüber der Horizontalen eine geringere Neigung. Die Verfahreinrichtung 28 verfügt über eine Adapterplatte 38 mit einer schlitzartigen Führung für die verschiebbare Spindelmutter 40. Eine Spindel 36 verläuft zwischen dem oberen Ende der Motoreinheit 34 an der Vorderseite. der Verfahreinrichtung 28 zu dem rückwärtigen Ende der Verfahreinrichtung 28. Auf der Spindel 36 ist die verschiebbare Spindelmutter 40 angeordnet, die durch die Bewegung der Spindel 36 schräg nach hinten oben und schräg nach vorne unten bewegt werden kann. Fest mit der Spindelmutter 40 verbunden ist eine bügelartige Führung, die zum einen durch die schlitzartige Aussparung der Führung der Adapterplatte 38 verläuft und zum anderen um das obere Ende der Adapterplatte 38 übergreift. In der oberen bügelartigen Führung der Spindelmutter 40 ist der karosserieseitige Anbindungspunkt 20 der Zugfeder 14 befestigt, insbesondere ist die Zugfeder 14 in eine Öffnung der bügelartigen Führung der Spindelmutter 40 eingehakt.
Die Verfahreinrichtung 28 ist zur Befestigung an einen gegenüber der schwenkbaren Klappe 4 feststehenden Bereich des Kraftfahrzeugs, insbesondere an oder in dem Kofferraum oder an einem Karosserieteil bestimmt. Bei dem Verfahren des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 an das hintere Ende der Verfahreinrichtung 28 ist das öffnende Federkraftmoment M_AUF in Folge der maximalen wirkenden Federkraft und infolge der Veränderung des Hebelarms H₁ maximal, und bei Positionierung des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 an dem vorderen Ende der schlitzartigen Führung in der Adapterplatte 38 ist das öffnende Federkraftmoment M_AUF minimal, infolge des entspannteren Zustands der Zugfeder 14 und des veränderten Hebelarms h₁.
Bei einem Verfahren des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 von vorne unten nach hinten oben übersteigt das öffnende Federkraftmoment M_AUF das schließende Klappengewichtsmoment M_ZU, was eine automatische Öffnung des Scharnierbügels 26 und der Klappe 4 aus der in der 3 gezeigten Position in die in 2 gezeigten Position bewirkt.
Aus der geöffneten Position des Scharnierbügels 26 mit der Klappe 4, wie sie in 2 gezeigt ist, kann durch ein Verschieben des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 von der hinteren Position nach vorne unten eine Schließbewegung bewirkt werden, denn durch das Verschieben des karossierieseitigen Anbindungspunkts 20 nach vorne unten wird das öffnende Federkraftmoment M_AUF reduziert und sinkt somit unter das schließende Klappengewichtsmoment M_ZU ab, was eine automatische Schließung des Scharnierbügels 26 mit Klappe 4 bewirkt.
4 zeigt eine perspektivische Darstellung einer zweiten schwenkbaren Heckklappe 42 in geöffnetem Zustand.
Bei der perspektivischen Darstellung der zweiten schwenkbaren Heckklappe 42 mit der Verfahreinrichtung 44 für den scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt 16 stimmen die Ausbildung und die Position des exemplarischen Scharnierbügels 26 und des exemplarischen Heckklappenausschnitts mit denen der 2 überein, wobei es sich einmal um ein linkes Schanier und das andere mal um ein rechtes Scharnier handelt.
Im Unterschied zu 2 ist die auch hier im Wesentlichen waagerecht verlaufende Zugfeder 14 mit ihrem karosserieseitigen Anbindungspunkt 20 fest an einem gegenüber der schwenkbaren Klappe 4 feststehenden Teil des Kraftfahrzeugs, insbesondere mit einem Karosserieteil oder einem Befestigungspunkt im Kofferraum verbunden, und der scharnierbügelseitige Anbindungspunkt 16 der Zugfeder 14 ist durch die schematisch dargestellte Verfahreinrichtung 44 gegenüber dem Scharnierbügel 26 verschiebbar ausgebildet.
Der in 4 gezeigte Scharnierbügel 26 und die Klappenschließvorrichtung mit Verfahreinrichtung 44 sind für den Einsatz auf der linken Seite in Kraftfahrzeuglängsrichtung bestimmt, denn die Zugfeder 14 liegt bezogen auf die Schwenkebene des Scharnierbügels 26 außerhalb, bezogen auf die Fahrzeugquerrichtung, des Scharnierbügels 26.
5 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Klappenschließvorrichtung 46 der zweiten schwenkbaren Heckklappe 42.
In 5 ist die zweite Klappenschließvorrichtung 46 mit der Verfahreinrichtung 44 für den scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt 16 der Zugfeder 14 von außen, also in 4 schräg von hinten aufgenommen, und zudem befindet sich der Scharnierbügel 26 mit der daran befestigten, in 5 nicht gezeigten Klappe 4, in seiner geschlossenen Position.
Die Zugfeder 14 ist mit ihrem karosserieseitigen Anbindungspunkt 20 an einem gegenüber der schwenkbaren Klappe 4 feststehenden Bereich des Kraftfahrzeugs, insbesondere an einem Punkt im Kofferraum oder an einem Karosserieteil festgelegt. Der scharnierbügelseitige Anbindungspunkt 16 der Zugfeder 14 ist mittels der Verfahreinrichtung 44 verschiebbar. Die Verfahreinrichtung 44 ist mittels einem Befestigungsstück 58 an dem Scharnierbügel 26 befestigt, und. zwar in einigem Abstand von der Scharnier-Drehachse 6. Fest mit dem Befestigungsstück 58 ist eine Adapterplatte 54 verbunden, an deren vorderem und hinteren Ende sich Abstützungen 56 nach außen erstrecken. Unmittelbar hinter der vorderen plattenartigen Abstützung 56 und etwas von dort aus nach unten gerichtet, ist eine Motoreinheit 48 vorgesehen, durch die eine Spindel 50 angetrieben wird, die in eine Richtung zwischen den Abstützungen 56 verläuft. Bei einer Drehbewegung dieser Spindel 50 wird eine Spindelmutter 60 in Richtung nach vorne oder nach hinten verschoben, und nach außen von dieser Spindelmutter 60 steht ein Zapfen weg, welcher den scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt 16 für die Zugfeder 14 bildet. Für eine gute Führung der Spindelmutter 60 sind noch drei feststehende, zwischen den Abstützungen 56 verlaufende Führungsstangen 52 vorgesehen, von denen hier zwei zu sehen sind, und die durch entsprechende Aussparungen der Spindelmutter 60 verlaufen, um so eine präzise Führung der Spindelmutter 60 zu gewährleisten.
In der hintersten Position des scharnierbügelseitigen Anbindungspunkts 16, quasi unmittelbar vor der vorderen plattenartigen Abstützung 56, ist das öffnende Federkraftmoment M_AUF maximal ausgebildet. Durch eine Verschiebung des scharnierbügelseitigen Anbindungspunkts 16 aus der hintersten Position gemäß 5, welche der geschlossenen Klappenstellung entspricht, nach vorne wird das öffnende Federkraftmoment M_AUF verringert, indem der Hebel h1 verkleinert wird. Wenn man nun die Klappe 4 und den Scharnierbügel 26 aus der in 5 dargestellten geschlossenen Klappenposition öffnen will, so muss man lediglich das Schloss der Heckklappe 4 entriegeln, was eine automatische Klappenöffnung bewirkt, weil ja das öffnende Federkraftmoment M_AUF größer ist als das schließende Klappengewichtsoment M_ZU.
Die Verschieberichtung des ersten Anbindungspunkts 16 der Zugfeder 14 ist demgemäß in etwa rechtwinklig zu der Tangente, die an dem Scharnierbügel 26 an der Stelle des Befestigungsstücks 58 anliegt. In der in 5 dargestellten geschlossenen Klappenposition ist die Zugfeder 14 in etwa waagerecht ausgerichtet. Bei der geöffneten Klappenposition, bei der das Befestigungsstück 58 um den Scharnier-Drehpunkt 6 nach oben gedreht ist und die in 4 dargestellt ist, verläuft die Zugfeder 14, von hinten nach vorne gesehen, leicht nach oben.
Aus der in 4 gezeigten geöffneten Klappenstellung, bei welcher die Spindelmutter 60 und der scharnierbügelseitige Anbindungspunkt 16 unmittelbar hinter der hinteren plattenartigen Abstützung 56 angeordnet sind, muss man, um die Klappe 4 zu schließen, die Spindelmutter 60 und damit den scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt 16 durch die Motoreinheit 48 und die Drehbewegung der Spindel 50 nach vorne verschieben, dadurch wird das öffnende Federkraftmoment M_AUF reduziert und sinkt unterhalb des schließenden Klappengewichtsmoments M_ZU ab, so dass eine automatische Schließbewegung des Scharnierbügels 26 und der Klappe 4 bewirkt wird.
Die Öffnungs- und Schließautomatik der Klappe gliedert sich in 4 Bewegungsabschnitte: Zuerst erfolgt ausgehend von der geschlossenen Klappenstellung, beispielsweise durch eine Fernentriegelung des Schlosses, in einem ersten Bewegungsabschnitt die selbstöffnende Klappenbewegung mittels der Zugfeder 14, wie beschrieben. Dann wird in einem zweiten Bewegungsabschnitt der Anbindungspunkt 16 verschoben, wie ebenfalls beschrieben. Dabei übersteigt das schließende Klappengewichtsmoment das öffnende Federmoment, und die Klappe 4 fällt langsam und kontrolliert zu (dritter Bewegungsabschnitt), und das Schloss verriegelt. Schließlich fährt der Anbindungspunkt 16 in die Ausgangsstellung zurück, danach ist eine Selbstöffnung mittels der Zugfeder wieder möglich, da ja das öffnende Federmoment größer als das schließende Klappenmoment ist.
6 zeigt eine perspektivische Darstellung der Verfahreinrichtung 44 für den scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt 16 der zweiten schwenkbaren Heckklappe 42.
Dabei ist die Verfahreinrichtung 44 in einer von dem Scharnierbügel 26 abgenommenen Position ohne Befestigungsstück 58 und ohne Zugfeder 14 gezeigt.
Die drei Führungsstangen 52 sind zwischen der hinteren Abstützung 56 und dem oberen Ende der Motoreinheit 48 zu erkennen, und ebenso ist die Spindel 50, die ein Stück weit vor der hinteren Abstützung 56 endet, gut zu erkennen. Des Weiteren sind Befestigungslöcher 62 in der Adapterplatte 54 erkennbar, mittels derer die Adapterplatte 54 und somit die gesamte Verfahreinrichtung 44 an dem Befestigungsstück 58 des Scharnierbügels 26 befestigt werden kann.
7 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs 64 vom Limousinentyp mit geöffneter Heckklappe 4 und mit einer Verfahreinrichtung 28 für den karosserieseitigen Anbindungspunkt 20, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Dabei kann man in den Kofferraum des Kraftfahrzeugs 94 hereinblicken und den gesamten Scharnierbügel 26 mitsamt dem Scharnier-Drehpunkt 6, die Verfahreinrichtung 28 für den karosserieseitigen Anbindungspunkt 20 und die Zugfeder 14 mit ihrem scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt 16 und ihrem karosserieseitigen, verschiebbaren Anbindungspunkt 20 erkennen. Zur besseren Darstellung ist der in 7 untere, gebogene Teil des Scharnierbügels 26 stark vergrößert dargestellt, an dessen in 7 oben anschließenden geraden Bereich ist die Heckklappe 4 befestigt. In 7 ist nur der auf der linken Seite des Kraftfahrzeugs 64 angeordnete Scharnierbügel 26 zu erkennen, ebenso ist selbstverständlich ein rechter Scharnierbügel vorhanden.
Die in 7 schematisch dargestellte Verfahreinrichtung 28 für den karosserieseitigen Anbindungspunkt 20 ist in einem hinteren linken Bereich des Kofferraums des Kraftfahrzeugs 64 angeordnet, vorzugsweise ist diese Verfahreinrichtung 28 außerhalb des Blickfelds eines Benutzers, der hinter dem Kofferraum steht, in einer linken und/oder oberen Seite oder Ecke des Kofferraums angeordnet.
An der Innenseite der Heckklappe 4 ist ein Sensor 68 für die Heckklappenstellung angeordnet. Dieser Sensor 68 erfasst die winkelmäßige Schwenkposition der Heckklappe 4 und gibt diese an eine in 7 nicht gezeigte Steuereinheit weiter.
Des Weiteren ist an oder in dem Fahrzeug ein Sensor 66 für die Kraftfahrzeugstellung angeordnet, der in dem Ausführungsbeispiel der 7 direkt unterhalb der Verfahreinrichtung 28 angeordnet ist. Ebenso gut kann dieser Sensor 66 auch an einer anderen Stelle des Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Dieser Sensor 66 ist dafür ausgebildet, eine Kraftfahrzeugschiefstellung mindestens in Fahrzeuglängsrichtung, also beispielsweise ein am Hang stehendes Kraftfahrzeug, bevorzugt jedoch auch eine Kraftfahrzeugschiefstellung in Kraftfahrzeugquerrichtung, also ein schräg zum Hang stehendes Kraftfahrzeug, zu detektieren.
Wie in 7 gut zu erkennen ist, ist der scharnierbügelseitige Anbindungspunkt 16 der Zugfeder 14 ein Stück weit beabstandet vom Scharnier-Drehpunkt 6 angeordnet, und der karosserieseitige Anbindungspunkt 20 ist in der untersten Position innerhalb der als schematisches Rechteck dargestellten Verfahreinrichtung 28 angeordnet.
In der exemplarischen Darstellung gemäß 7 beträgt der Öffnungswinkel der Klappe 4, der von dem Sensor 68 erfasst wird, 80 Grad, und der karosserieseitige Anbindungspunkt 20 der Zugfeder 14 befindet sich in der Ausgangsposition. Der Verfahrweg ist demgemäß 0 Millimeter, und die Zugfeder 14 ist in einem Winkel von etwa 15 Grad zur Horizontalen nach hinten oben ausgerichtet.
Wie mit Bezug auf die Prinzipskizze der 1 beschrieben, wirkt das Klappengewichtsmoment, das sich aus der Gewichtskraft der Klappe 4 und den Scharnierbügeln 26 sowie dem Hebelarm ergibt, in Klappenschließrichtung, also von der geöffneten Klappenposition in 7 zu der später mit Bezug auf 9 gezeigten geschlossenen Klappenposition. Diesem schließenden Klappengewichtsmoment entgegen gerichtet ist das Federkraftöffnungsmoment, das sich aus der Wirkrichtung der Zugfeder 14 und dem rechtwinklig dazu liegenden Hebelarm h ergibt. Dieser Hebelarm h ist in 7 eingezeichnet. In der geöffneten Klappenposition in 7 ist das Federkraftöffnungsmoment größer gleich dem schließenden Klappengewichtsmoment, so dass die Heckklappe 4 in der geöffneten Position 4 verbleibt.
8 zeigt das Kraftfahrzeug 64 aus 7 mit der Heckklappe 4 in einer Schwenkposition.
In der Schwenkposition gemäß 8 schließt die Haupterstreckungsrichtung der Heckklappe 4 einen Winkel von etwa 65 Grad mit der Horizontalen ein, und dieser Winkel wird von dem Sensor 68 erfasst und an die Steuereinheit weitergegeben.
Der karosserieseitige Anbindungspunkt 20 befindet sich in einer Klappenschließ-Verschiebeposition, in die er von der Verfahreinrichtung 28 verfahren worden ist. Die Klappenschließ-Verschiebeposition liegt ein Stück weit über der Hälfte, etwa bei zwei Drittel des Weges zwischen der unteren Ausgangsposition, die in 7 gezeigt ist, und der nicht gezeigten maximalen Verschiebeposition, die am oberen Rand der Verschiebeeinrichtung 28. Die Feder 14 ist in der Schwenkposition gemäß 8 in einem Winkel zur Horizontalen von etwa 20 Grad angeordnet.
In den 7 bis 9 ist die Verfahreinrichtung 28 hinter dem Scharnierbügel und auf einem höheren Höhenniveau als der scharnierbügelseitige Anbindungspunkt 16 angeordnet. Der karosserieseitige Anbindungspunkt 20 ist somit ausgehend von der in 7 gezeigten unteren Ausgangsposition, bei der sich die Klappe in der geöffneten Klappenposition befindet, bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung, nachezu senkrecht nach oben in die in 8 gezeigte Klappenschließ-Verschiebeposition des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 verschiebbar, um eine Klappenschließbewegung zu initiieren.
Durch das Verfahren des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 von der Ausgangsposition gemäß 7 in die Klappenschließ-Verschiebeposition gemäß 8 wird, wie bei einem Vergleich der 7 und 8 gut zu sehen ist, der Hebelarm h des Federkraftöffnungsmoments um einige Millimeter verringert, die Feder 14 jedoch nicht entspannt, was ausreicht, dass das Federkraftöffnungsmoment das entgegengesetzt wirkende schließende Klappengewichtsmoment unterschreitet hat und somit eine Schließbewegung der Klappe 4 verursacht wird.
Bei der Klappenschließung bewegt sich der scharnierbügelseitige Anbindungspunkt 16 ein Stück von der Verfahreinrichtung 28 weg, was die Feder 14 weiter spannt, das Federkraftöffnungsmoment wieder erhöht und die Klappenschließbewegung abbremst.
9 zeigt das Kraftfahrzeug 64 aus den 7 und 8 mit der Heckklappe 4 in der geschlossenen Position.
Dabei ist der karosserieseitige Anbindungspunkt 20 der Zugfeder 14 von der Verfahreinrichtung 28 in die Ausgangsposition zurück reversiert worden.
Die Heckklappe 4 hat einen Öffnungswinkel zur Horizontalen von 0 Grad, der Verfahrweg des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 ist 0 Millimeter und die Zugfeder 14 ist nahezu waagerecht angeordnet. Sie schließt mit der Horizontalen einen Winkel von weniger als 5 Grad ein.
Die Steuereinheit bei allen hier beschriebenen Ausführungsbeispielen hat die folgende Funktion: Sie erhält als Eingangssignale die Fahrzeugstellung, die Klappenstellung und das Inkrement, also den Verfahrweg der Verschiebeeinrichtung und ggf. noch das Signal eines optional vorzusehenden Schlosssensors. Des Weiteren erhält die Steuereinheit über einen beispielsweise am Armaturenbrett, an der Heckklappe oder an einem Fahrzeugschlüssel vorgesehenen Taster ein entsprechendes Schließsignal, das den Steuervorgang, wie er mit Bezug auf die 7 bis 18 beschrieben ist, einleitet. Selbstverständlich verfügt die Steuereinheit über eine geeignete Stromversorgung, die durch die Batterie oder die Lichtmaschine des Motors des Kraftfahrzeugs zur Verfügung gestellt werden kann, und die Steuereinheit kann zusätzlich auch den oder die Sensoren und die motorische Verfahreinrichtung mit entsprechender Spannung versorgen. Die Steuereinheit ist in der Lage, eine Klappenschließung in die geschlossene, verriegelte Position der Klappe aus jeder beliebigen Stellung des Fahrzeugs durchzuführen. Des Weiteren kann die Steuereinheit auch eine Stromüberwachung der motorischen Verfahreinrichtung durchführen. Dabei. kann die Steuereinheit die Klappenbewegung zeitabhängig mitverfolgen und die jeweilige Klappenstellung referenzieren, und eine Notbetätigung, also eine Klappenöffnung bei Abweichen des tatsächlichen Klappenstellungssignals von einem erwarteten Klappenstellungssignal ist ebenfalls möglich.
Mit Bezug auf die 7 bis 9 wird der Schließvorgang der Heckklappe 4 wie folgt erläutert.
Ausgehend von der geöffneten Klappenposition gemäß 7 soll die Heckklappe 4 geschlossen werden. Dafür gibt ein Benutzer ein entsprechendes Signal an die Steuereinheit.
Die Steuereinheit bestimmt unter Berücksichtigung der bekannten Gewichtskraft der Klappe 4 mitsamt Scharnierbügeln 26 und deren Hebelarm bei dem Öffnungswinkel von 80 Grad die Klappenschließ-Verschiebeposition für den karosserieseitigen Anbindungspunkt 20 der Zugfeder 14. Dafür kann die Steuereinheit auch die Fahrzeuglage berücksichtigen, die ja hier 0 Grad sowohl in Fahrzeuglängs- als auch in Fahrzeugquerrichtung ist, und somit keine Wolle spielt.
Die von der Steuereinheit bestimmte Klappenschließ-Verschiebeposition entspricht derjenigen Verfahrposition des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 zwischen der Ausgangsposition und der maximalen Verschiebeposition, bei der das Federkraftöffnungsmoment infolge des verringerten Hebelarms h kleiner wird als das schließende Klappengewichtsmoment, so dass dadurch eine Klappenschließbewegung initiiert wird.
Wie bei einem Vergleich der Gesamtlänge der Zugfeder 14 in der geöffneten Klappenposition gemäß 7 und der Schwenkposition der Klappe gemäß 8 deutlich wird, wird der Schließvorgang somit nicht durch eine Änderung der Zugkraft der Zugfeder 14, sondern durch eine Veränderung des Hebelarms h des Federkraftöffnungsmoments gestartet.
Wenn nun der Sensor 68 einen bestimmten, entweder vorgegebenen oder errechneten Klappenschwenkwinkel meldet, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel bei 65 Grad liegt, erfolgt eine Reversierung des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 der Zugfeder 14 wenigstens teilweise zurück in Richtung zur Ausgangsposition in eine Reversierposition, wodurch das Federkraftöffnungsmoment wieder erhöht und die Schließgeschwindigkeit der Heckklappe 4 etwas abgebremst wird. Die Reversierposition kann dabei, wie in 9 gezeigt, der Ausgangsposition des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 der Zugfeder 14 entsprechen, oder sie kann zwischen der in 8 gezeigten Klappenschließ-Verschiebeposition und der der in 7 gezeigten Ausgangsposition liegen.
Beim Schließvorgang der Heckklappe 4 baut diese Bewegungsenergie auf und zusätzlich vergrößert sich das Klappenschließmoment infolge der Erhöhung des Klappenschließmoment-Hebelarms.
Durch das Reversieren des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 der Zugfeder 14 wird die Geschwindigkeit und somit die Kraft und Bewegungsenergie, mit welcher die Heckklappe 4 in die geschlossene Position gelangt, reduziert.
Dadurch wird die Gefahr von Verletzungen, insbesondere Quetschungen von ungewollt zwischen der Karosserie und der Heckklappe 4 eingeklemmten Gliedmaßen und die Gefahr von Beschädigungen von ungewollt zwischen der Karosserie und der Heckklappe 4 eingeklemmten Gliedmaßen signifikant reduziert, und auch die Materialien, insbesondere das Schloss werden geschont.
Das Öffnen der Heckklappe 4 von der in der 9 gezeigten geschlossenen Klappenposition zu der in 7 gezeigten geöffneten Klappenposition erfolgt durch Verfahren des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 von der Ausgangsposition in die maximale Verschiebeposition, wobei hier die Zugwirkung der Zugfeder 14 eine deutlich größere Rolle spielt, als beim Schließvorgang, sowie gegebenenfalls unter manueller Unterstützung eines Benutzers.
10 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs 64 vom Limousinentyp mit geöffneter Heckklappe 4 und mit einer Verfahreinrichtung 44 für den scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt 16, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Auch hier kann man in den Kofferraum des Kraftfahrzeugs 64 hereinblicken und den gesamten Scharnierbügel 26 mitsamt Scharnier-Drehpunkt 6, die Verfahreinrichtung 44 für den scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt 16 und die Zugfeder mit ihrem verschiebbaren scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt 16 und ihrem feststehenden karosserieseitigen Anbindungspunkt 20 erkennen.
Auch hier ist zur besseren Darstellung der untere, gebogene Teil des Scharnierbügels 26 stark vergrößert dargestellt, und an dessen in 10 oben anschließenden geraden Bereich ist die Heckklappe 4 befestigt.
In 10 ist nur der auf der linken Seite des Kraftfahrzeugs 64 angeordnete Scharnierbügel 26 zu erkennen, ebenso ist selbstverständlich ein rechter Scharnierbügel 26 vorhanden.
Die Verfahreinrichtung 44 für den scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt 16 ist direkt am Scharnierbügel 26 und zwar ein Stück weit beabstandet vom Scharnier-Drehpunkt 6 angeordnet.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Verfahreinrichtung 44 etwa auf halbem Weg zwischen Scharnier-Drehpunkt 6 und dem in 10 unten rechts dargestellten Ende des gebogenen Bereichs des Scharnierbügels 26 angeordnet. Die Verfahreinrichtung 44 ist dabei so an dem Scharnierbügel 26 angebracht, dass der scharnierbügelseitige Anbindungspunkt 16 in einem Winkel zu dem Scharnierbügel 26 verfahren werden kann, der einen Winkel von etwa 80 bis 90 Grad mit der Tangente bildet, die durch den Punkt des Scharnierbügels 26 verläuft, an dem die Verfahreinrichtung 44 ansetzt. Die Verfahrrichtung des scharnierbügelseitigen Anbindungspunkts 16 aus der in 10 gezeigten Ausgangsposition ist in 10 mittels eines Pfeils dargestellt.
Der karosserieseitige Anbindungspunkt 20 befindet sich in einem hinteren oberen Bereich des Kofferraums, vorzugsweise an der linken Seitenwand desselben.
Des weiteren ist ein Sensor 70 vorgesehen, der an der Verfahreinrichtung 44 ansetzt. Der Sensor 70 ist dazu ausgebildet, die winkelmäßige Schwenkposition der Heckklappe 4 sowie die Lage des Kraftfahrzeugs 64 zu detektieren. Alternativ dazu kann dieser Sensor 70 analog zum Ausführungsbeispiel der 7 bis 9 auch so ausgebildet sein, dass er nur die winkelmäßige Schwenkposition der Heckklappe 4 erfassen kann, und dass zusätzlich ein separater Sensor zum Erfassen der Lage des Kraftfahrzeugs vorhanden ist.
In der exemplarischen Darstellung gemäß 10 beträgt der Öffnungswinkel der Heckklappe 4, der von dem Sensor 70 erfasst wird, 80 Grad, der scharnierbügelseitige Anbindungspunkt 16 der Zugfeder 14 befindet sich in seiner Ausgangsposition, mit einem Verfahrweg von 0 mm, und die Zugfeder 14 ist in einem Winkel von etwa 15 Grad zur Horizontalen nach hinten oben ausgerichtet.
Wie mit Bezug auf die Prinzipskizze der 1 beschrieben, wirkt das Klappengewichtsmoment, dass sich aus der Gewichtskraft der Klappe 4 und den Scharnierbügeln 26 und deren Hebelarm ergibt, in Klappenschließrichtung, also von der geöffneten Klappenposition in 10 zu der später mit Bezug auf 12 bezeichneten geschlossenen Klappenposition. Diesem schließenden Klappengewichtsmoment entgegengerichtet, ist das Federkraftöffnungsmoment, das sich aus der Wirkrichtung der Zugfeder 14 und dem rechtwinklig dazu liegenden Hebelarm h ergibt. Dieser Hebelarm h ist in 10 eingezeichnet. In der geöffneten Klappenposition in 10 ist das Federkraftöffnungselement größer gleich dem schließenden Klappengewichtsmoment, so dass die Heckklappe 4 in der geöffneten Position verbleibt.
Des weiteren ist eine in 10 nicht gezeigte Steuereinheit vorgesehen, an die von dem Sensor 70 der Klappenschwenkwinkel übermittelt wird und die in Abhängigkeit eines Schließbefehls von einem Benutzer die Verfahreinrichtung 44 so ansteuert, dass der scharnierbügelseitige Anbindungspunkt 16 wie nachfolgend mit Bezug auf die 10 bis 12 erläutert, verfahren wird.
11 zeigt das Kraftfahrzeug 64 aus 10 mit der Heckklappe 4 in einer Schwenkposition.
In der Schwenkposition gemäß 11 schließt die Haupterstreckungsrichtung der Heckklappe 4 einen Winkel von etwa 65 Grad mit der Horizontalen ein, und dieser Winkel wird von dem Sensor 70 erfasst und an die Steuereinheit weiter gegeben.
Der scharnierbügelseitige Anbindungspunkt 16 der Zugfeder 14 befindet sich in einer Klappenschließ-Verschiebeposition, in die er von der Verfahreinrichtung 44 verfahren worden ist. Die Klappenschließ-Verschiebeposition entspricht der maximalen Verschiebeposition und liegt gegenüber der in 10 gezeigten Ausgangsposition auf der gegenüberliegenden Seite des Scharnierbügels 26, und zwar an dem gegenüberliegenden Ende der Verfahreinrichtung 44, bezogen auf den Scharnierbügel 26.
Dadurch ist der Hebelarm h des Federkraftöffnungsmoments um einige Millimeter verringert, so dass das Federkraftöffnungsmoment das entgegengesetzt wirkende schließende Klappengewichtsmoment unterschritten hat und somit eine Schließbewegung der Klappe 4 initiiert hat. Die Feder 14 ist in der Schwenkposition gemäß 11 fast waagerecht ausgerichtet, sie schließt mit der Horizontalen einen Winkel von weniger als 5 Grad ein.
12 zeigt das Kraftfahrzeug 64 aus den 10 und 11 mit der Heckklappe 4 in der geschlossenen Position.
Dabei befindet sich der scharnierbügelseitige Anbindungspunkt 16 der Zugfeder 14 in einer Reversierposition, in die er von der Verfahreinrichtung 44 verfahren worden ist.
Die Reversierposition des scharnierbügelseitigen Anbindungspunkts 16 liegt dabei in dem Ausführungsbeispiel der 12 in etwa mittig zwischen der in 10 gezeigten Ausgangsposition und in der in 11 gezeigten maximalen Verschiebeposition. Die Reversierposition in 11 ist nur exemplarisch, sie kann ebenso bei etwa einem Drittel des Wegs zwischen der in 10 gezeigten Ausgangsposition und der in 11 gezeigten Klappenschließ-Verschiebeposition liegen oder sie kann der Ausgangsposition entsprechen.
Der scharnierbügelseitige Anbindungspunkt 16 der Zugfeder 14 liegt dabei in etwa seitlich neben dem Scharnierbügel 26 und insbesondere neben dem Scharnierbügelfixierpunkt der Verfahreinrichtung 44. Die Heckklappe 4 hat somit einen Öffnungswinkel zur Horizontalen von 0 Grad, und die Zugfeder 14 ist in der geschlossenen Position gemäß 12 fast waagerecht ausgerichtet, sie schließt mit der Horizontalen einen Winkel von weniger als 5 Grad ein.
Mit Bezug auf die 10 bis 12 wird der Schließvorgang der Heckklappe 4 wie folgt erläutert. Ausgehend von der geöffneten Klappenposition gemäß 10 soll die Heckklappe 4 geschlossen werden. Dafür gibt ein Benutzer ein entsprechendes Signal an die Steuereinheit, die unter Berücksichtigung der bekannten Gewichtskraft der Heckklappe 4 mitsamt Scharnierbügel 26 und deren Hebelarm bei einem Öffnungswinkel von 0 Grad die Klappe die Verschiebeposition für den scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt 16 der Zugfeder 14 bestimmt.
Diese Klappenschließ-Verschiebeposition entspricht derjenigen Verfahrposition des scharnierbügelseitigen Anbindungspunkts 16 durch die Verschiebeeinrichtung 44 zwischen der Ausgangsposition und der maximalen Verschiebeposition, bei der das Federkraftöffnungselement in Folge des verringerten Hebelarms h kleiner wird als das schließende Klappengewichtsmoment, so dass dadurch eine Klappenschließbewegung initiiert wird.
Der scharnierbügelseitige Anbindungspunkt 16 der Zugfeder 14 bleibt dann so lange in der in 11 gezeigten Klappenschließ-Verschiebeposition stehen, bis der Sensor 70 einen bestimmten, entweder vorgegebenen oder errechneten Klappenschwenkwinkel meldet. Dieser Klappenschwenkwinkel von 65 Grad zur Horizontalen ist in 11 gezeigt. Ab Erreichen dieses Schwenkwinkels durch die Heckklappe 4 erfolgt eine Reversierung des scharnierbügelseitigen Anbindungspunkts 16 der Zugfeder 14 in die Reversierposition.
Dadurch wird das Federkraftöffnungsmoment wieder erhöht, und die Schließbewegung der Heckklappe 4 wird etwas abgebremst. Beim Schließvorgang der Heckklappe 4 baut diese Bewegungsenergie auf. Wenn die Heckklappe 4 in die geschlossene Position gelangt, die in 12 gezeigt ist, wirkt somit die Bewegungsenergie der Heckklappe 4 nach unten, und die durch die Zugfeder wirkende Zugfederenergie wirkt nach oben.
Durch das Reversieren des Anbindungspunkts in die Reversierposition, wird die nach oben wirkende Zugfederenergie vergrößert, und somit wird die tatsächlich wirkende Kraft und die tatsächlich aufgebaute Energie der Heckklappe 4 zum Zeitpunkt des Erreichens der geschlossenen Position reduziert.
Dadurch wird die Gefahr von Verletzungen, insbesondere Quetschungen von ungewollt zwischen der Karosserie und der Heckklappe 4 eingeklemmten Gliedmaßen und die Gefahr von Beschädigungen von ungewollt zwischen der Karosserie und der Heckklappe 4 eingeklemmten Gliedmaßen signifikant reduziert, und auch die Materialien, insbesondere das Schloss werden geschont.
Wie sich aus einem Vergleich der Gesamtlänge der Zugfeder 14 in der geöffneten Klappenposition gemäß 10 und der Schwenkposition der Klappe gemäß 11 ergibt, wird der Schließvorgang nicht durch eine Änderung der Zugkraft der Zugfeder 14, sondern durch eine Veränderung des Hebelarms h des Federkraftöffnungsmoments erreicht.
Das Öffnen der Heckklappe 4 von der in der 12 gezeigten geschlossenen Klappenposition zu der in 10 gezeigten geöffneten Klappenposition erfolgt durch Verfahren des scharnierbügelseitigen Anbindungspunkts 16 in die maximale Verschiebeposition, wobei hier die Zugwirkung der Zugfeder 14 eine deutlich größere Rolle spielt als beim Schließvorgang, und ggf. unter manueller Unterstützung eines Benutzers.
Die 13, 14 und 15 zeigen, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, das Kraftfahrzeug 64 mit der Heckklappe 4 in der geöffneten Klappenposition gemäß 7, mit der Heckklappe 4 in der geschwenkten Position gemäß 8 und mit der Heckklappe 4 in der geschlossenen Klappenposition gemäß 9, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel das Kraftfahrzeug 64 an einer Steigung bergauf steht.
Dabei bilden der Winkel der Fahrbahn und somit die Fahrzeugebene einen Winkel von α zur Horizontalen. Dieser Winkel α beträgt in den 13, 14 und 15 etwa 7 Grad, und er wird durch den Sensor 66 an die Steuereinheit gemeldet.
Die Zugfeder 14 und die Verfahreinrichtung 28, die auf das Kraftfahrzeug bezogenen Klappenpositionen von 80 Grad (13), 65 Grad (14) und 0 Grad (15) und die Positionen des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20: Ausgangsposition ganz unten mit Bezug auf die Verfahreinrichtung 28 in 13, Klappenschließ-Verschiebeposition in einem oberen Bereich bezogen auf die Verfahreinrichtung 28 in 14, und Reversierposition ganz unten mit Bezug auf die Verfahreinrichtung 28 in 15 entsprechen denjenigen aus den 7 bis 9.
Beim Schließvorgang, ausgehend aus der geöffneten Klappenposition gemäß 13, der ebenfalls von einem entsprechend eingegebenen Signal durch einen Benutzer an die Steuereinheit initiiert wird, wird nun zusätzlich die Kraftfahrzeugschrägstellung berücksichtigt. Dafür bestimmt die Steuereinheit unter Berücksichtigung der bekannten Gewichtskraft der Klappe 4 mitsamt Scharnierbügel 26 und deren Hebelarm bei dem Öffnungswinkel von 73 Grad (= 80 Grad–Z Grad) zur globalen Horizontalen das schließende Klappengewichtsmoment. und die demgemäß erforderliche Klappenschließ-Verschiebeposition für den karosserieseitigen Anbindungspunkt 20 der Zugfeder, und der karosserieseitige Anbindungspunkt 20 wird von seiner Ausgangsposition gemäß 13 in die Klappenschließ-Verschiebeposition gemäß 14 verfahren.
Diese Klappenschließ-Verschiebeposition entspricht derjenigen Verfahrposition des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 zwischen der Ausgangsposition und der maximalen Verschiebeposition, bei der das Federkraftöffnungsmoment in Folge des verringerten Hebelarms h kleiner wird als das schließende Klappengewichtsmoment, so dass dadurch eine Klappenschließbewegung initiiert wird.
Die Klappenschließ-Verschiebeposition in 14 ist nur exemplarischer Natur. Aufgrund der Schrägstellung des Kraftfahrzeugs würde in 14, verglichen mit 8, eine Klappenschließ-Verschiebeposition mit einem geringeren Verfahrweg, also eine näher bei der Ausgangsposition liegende Klappenschließ-Verschiebeposition ausreichen, um das Federkraftöffnungsmoment soweit zu reduzieren, dass es das schließende Klappengewichtsmoment unterschreitet und eine Klappenschließbewegung gestartet wird.
Ab dem Erreichen eines bestimmten, entweder vorgegebenen oder errechneten Klappenschwenkwinkels, der gemäß 14 etwa 65 Grad zur Fahrzeuglängsmittelebene und aufgrund der Kraftfahrzeugschiefstellung somit 58 Grad zur globalen Horizontalen ist, erfolgt eine Reversierung des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 der Zugfeder 14 in die in 15 gezeigte Reversierposition. Die Klappenschwenkposition wird dafür von dem Sensor 68 an die Steuereinheit gemeldet, was entweder kontinuierlich oder nach einem oder mehreren vorgegebenen Zeitabständen erfolgen kann.
Durch dieses Reversieren wird das Federkraftöffnungsmoment und somit die nach oben wirkende der Federkraft erhöht, und die Schließbewegung der Heckklappe 4 wird etwas abgebremst.
Dadurch wird die Gefahr von Verletzungen, insbesondere Quetschungen von ungewollt zwischen der Karosserie und der Heckklappe 4 eingeklemmten Gliedmaßen und die Gefahr von Beschädigungen von ungewollt zwischen der Karosserie und der Heckklappe 4 eingeklemmten Gliedmaßen signifikant reduziert, und auch die Materialien, insbesondere das Schloss werden geschont.
Die 16, 17 und 18 zeigen, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, das Kraftfahrzeug 64 mit der Heckklappe 4 in der geöffneten Klappenposition gemäß 10, mit der Heckklappe 4 in der geschwenkten Position gemäß 11 und mit der Heckklappe 4 in der geschlossenen Klappenposition gemäß 12, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel das Kraftfahrzeug 64 an einer Steigung bergauf steht.
Dabei bilden der Winkel der Fahrbahn und somit die Fahrzeugebene ebenfalls einen Winkel von α zur Horizontalen. Dieser Winkel α beträgt in den 16, 17 und 18 etwa 7 Grad, und er wird durch den Sensor 70 an die Steuereinheit gemeldet.
Die Zugfeder 14 und die Verfahreinrichtung 44, die auf das Kraftfahrzeug bezogenen Klappenpositionen von 80 Grad (16), 65 Grad (17) und 0 Grad (18) und die Positionen des scharnierbügelseitigen Anbindungspunkts 16: Ausgangsposition ganz unten mit Bezug auf die Verfahreinrichtung 44 in 16, Klappenschließ-Verschiebeposition ganz oben mit Bezug auf die Verfahreinrichtung 44 in 17, und Reversierposition in etwa mittig bezogen auf die Verfahreinrichtung 44 in 18 entsprechen denjenigen aus den 10 bis 12.
Beim Schließvorgang, ausgehend aus der geöffneten Klappenposition gemäß 16, der ebenfalls von einem entsprechend eingegebenen Signal durch einen Benutzer an die Steuereinheit initiiert wird, wird nun zusätzlich die Kraftfahrzeugschrägstellung berücksichtigt. Dafür bestimmt die Steuereinheit unter Berücksichtigung der bekannten Gewichtskraft der Klappe 4 mitsamt Scharnierbügel 26 und deren Hebelarm bei dem Öffnungswinkel von 73 Grad (= 80 Grad–7 Grad) zur globalen Horizontalen das schließende Klappengewichtsmoment und die demgemäß erforderliche Klappenschließ-Verschiebeposition für den scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt 16 der Zugfeder, und der scharnierbügelseitige Anbindungspunkt 16 wird von seiner Ausgangsposition gemäß 16 in die Klappenschließ-Verschiebeposition gemäß 17 verfahren.
Diese Klappenschließ-Verschiebeposition entspricht derjenigen Verfahrposition des scharnierbügelseitigen Anbindungspunkts 20 zwischen der Ausgangsposition und der maximalen Verschiebeposition, bei der das Federkraftöffnungsmoment in Folge des verringerten Hebelarms h kleiner wird als das schließende Klappengewichtsmoment, so dass dadurch eine Klappenschließbewegung initiiert wird.
Die Klappenschließ-Verschiebeposition in 17 ist nur exemplarischer Natur. Aufgrund der Schrägstellung des Kraftfahrzeugs würde in 17, verglichen mit 11, eine Klappenschließ-Verschiebeposition mit einem geringeren Verfahrweg, also eine näher bei der Ausgangsposition liegende Klappenschließ-Verschiebeposition ausreichen, um das Federkraftöffnungsmoment soweit zu reduzieren, dass es das schließende Klappengewichtsmoment unterschreitet und eine Klappenschließbewegung gestartet wird.
Ab dem Erreichen eines bestimmten, entweder vorgegebenen oder errechneten Klappenschwenkwinkels, der gemäß 17 etwa 65 Grad zur Fahrzeugebene und aufgrund der Kraftfahrzeugschiefstellung somit 58 Grad zur globalen Horizontalen ist, erfolgt eine Reversierung des scharnierbügelseitigen Anbindungspunkts 16 der Zugfeder 14 in die in 18 gezeigte Reversierposition. Die Klappenschwenkposition wird dafür von dem Sensor 70 an die Steuereinheit gemeldet, was entweder kontinuierlich oder nach einem oder mehreren vorgegebenen Zeitabständen erfolgen kann.
Durch dieses Reversieren wird das Federkraftöffnungsmoment und somit die nach oben wirkende Federkraft erhöht, und die Schließbewegung der Heckklappe 4 wird etwas abgebremst.
Dadurch wird die Gefahr von Verletzungen, insbesondere Quetschungen von ungewollt zwischen der Karosserie und der Heckklappe 4 eingeklemmten Gliedmaßen und die Gefahr von Beschädigungen von ungewollt zwischen der Karosserie und der Heckklappe 4 eingeklemmten Gliedmaßen signifikant reduziert, und auch die Materialien, insbesondere das Schloss werden geschont.
Die Zeitdauer der mit Bezug auf die 7 bis 18 beschriebenen Schließvorgänge bewegt sich üblicherweise im Rahmen von einigen Sekunden, beispielsweise von 3 Sekunden. Wenn die Klappe das Schloss erreicht, so kann die geschlossene Klappenposition durch einen optionalen, im Schloss vorgesehenen Sensor erfasst werden, und ein entsprechendes Signal kann von dem Schlosssensor an die Steuereinheit übermittelt werden, was der Steuereinheit das Ende des Schließvorgangs anzeigt.
Bezugszeichenliste

2: Prinzipskizze einer Heckklappe mit Klappenschließvorrichtung
4: Heckklappe
6: Scharnier-Drehpunkt
8: Heckklappen-Schwerpunkt
10: Handangriffspunkt
12: Schwenkrichtung
14: Zugfeder
16: scharnierbügelseitiger Anbindungspunkt
18: Verfahrrichtung des scharnierbügelseitigen Anbindungspunkts
20: karosserieseitigerAnbindungspunkt
22: Verfahrrichtung des karosserieseitigen Anbindungspunkts
h₁: Hebelarm (Feder)
F_zug: Zugfederkraft
h₂: Hebelarm (Klappenschwerpunkt)
F_g: Gewichtskraft der Heckklappe
24: erste schwenkbare Heckklappe in geöffnetem Zustand
26: Scharnierbügel
28: Verfahreinrichtung für karosserieseitigen Anbindungspunkt
30: ersteKlappenschließvorrichtung
32: scharnierbügelseitiges Befestigungsstück
34: Motoreinheit
36: Spindel
38: Adapterplatte mit Führung
40: verschiebbare Spindelmutter
42: zweite schwenkbare Heckklappe in geöffnetem Zustand
44: Verfahreinrichtung für scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt
46: zweite Klappenschließvorrichtung
48: Motoreinheit
50: Spindel
52: Führungsstangen
54: Adapterplatte
56: Abstützungen
58: Befestigungsstück für Scharnierbügel
60: Spindelmutter mit scharnierbügelseitigem Anbindungspunkt für Zugfeder
62: Befestigungslöcher für Scharnierbügel-Befestigungsstück
64: Kraftfahrzeug
66: Sensor für Kraftfahrzeugstellung
68: Sensor für Heckklappenstellung
70: Sensor für Kraftfahrzeug- und Heckklappenstellung

Claims

Vorrichtung zum Schließen einer schwenkbaren Klappe eines Kraftfahrzeugs, insbesondere einer Kraftfahrzeug-Heckklappe, aufweisend: einen ersten scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt für eine Feder an einem Scharnierbügel der Klappe; einen zweiten karosserieseitigen Anbindungspunkt für eine Feder an einem gegenüber der Klappe feststehenden Bereich; eine Feder, beispielsweise eine Zugfeder oder eine Gasfeder, die zwischen dem ersten scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt und dem zweiten karosserieseitigen Anbindungspunkt angeordnet ist; und eine Verschiebeeinrichtung für den ersten scharnierbügelseitigen oder zweiten karosserieseitigen Anbindungspunkt der Feder; wobei die Verschiebeeinrichtung durch die Steuereinheit so ansteuerbar ist, dass der erste scharnierbügelseitige oder der zweite karosserieseitige Anbindungspunkt der Feder von der Ausgangsposition bis zu einer von der Steuereinheit unter Berücksichtigung der Lage des Kraftfahrzeugs bestimmbaren Klappenschließ-Verschiebeposition verfahren wird, bei der das Federkraftöffnungsmoment, das sich aus der Wirkrichtung der Feder und dem rechtwinklig dazu liegenden Hebelarm ergibt, kleiner ist als das schließende Klappengewichtsmoment, um eine Schließbewegung der Klappe aus der geöffneten Klappenstellung zu initiieren, und dass der erste scharnierbügelseltige oder der zweite karosserieseitige Anbindungspunkt der Feder im Falle des Detektierens einer bestimmten Klappenschwenkposition von der Klappenschließ-Verschiebeposition in eine wenigstens ein Stück weit näher bei der Ausgangsposition gelegene Reversierposition reversiert wird, um die Schließenergie der Klappe zu reduzieren.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Sensor zur Erfassung der Lage des Kraftfahrzeugs klappenfest vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Sensor zur Erfassung der Lage des Kraftfahrzeugs auch die Klappenschwenkposition mit erfasst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Erfassung der Klappenschwenkposition ein zusätzlicher Winkelsensor in oder an der Klappe vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei beim Verschieben des ersten scharnierbügelseitigen oder des zweiten karosserieseitigen Anbindungspunkts der Feder von der Ausgangsposition bis zu der Klappenschließ-Verschiebeposition überwiegend der Hebelarm des Federkraftöffnungsmoments reduziert wird und die Spannung der Feder in die jeweilige Lage nur unwesentlich verändert wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit beim Bestimmen der Klappenschließ-Verschiebeposition des ersten scharnierbügelseitigen oder des zweiten karosserieseitigen Anbindungspunkts der Feder auch das schließende Klappengewichtsmoment, das sich aus der Gewichtskraft der Klappe und deren Hebelarm ergibt, berücksichtigt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die bestimmte Klappenschwenkposition, ab welcher der erste scharnierbügelseitige oder der zweite karosserieseitige Anbindungspunkt der Feder von der Klappenschließ-Verschiebeposition in die Reversierposition reversiert wird, von der Steuereinheit unter Berücksichtigung des schließenden Klappengewichtsmoments sowie der Lage des Kraftfahrzeugs bestimmt wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die bestimmte Klappenschwenkposition, ab welcher der erste scharnierbügelseitige oder der zweite karosserieseitige Anbindungspunkt der Feder von der Klappenschließ-Verschiebeposition in die Reversierposition reversiert wird, eine vorbestimmte Klappenschwenkposition in einem Bereich zwischen einem Drittel und der Hälfte des Schwenkweges der Klappe zwischen geöffneter und geschlossener Klappenposition ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Reversierposition bei einem in der Ebene stehenden Fahrzeug in etwa mittig zwischen der Ausgangsposition und der Klappenschließ-Verschiebeposition des ersten karosserieseitigen oder des zweiten scharnierbügelseitigen Anbindungspunkts der Feder liegt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit und/oder der Sensor dazu ausgebildet ist, den Winkel der Klappe beim Schließvorgang zwischen der geöffneten und der geschlossenen Klappenposition zeitabhängig zu erfassen, und wobei die Steuereinheit so ausgebildet ist, dass sie bei einer signifikanten Abweichung des erfassten Winkels der Klappe von einem erwarteten Winkel die Verschiebeeinrichtung so ansteuert, dass der erste scharnierbügelseitige oder der zweite karosserieseitige Anbindungspunkt der Feder von der Klappenschließ-Verschiebeposition zurück in die Ausgangsposition reversiert wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit und/oder der Sensor dazu ausgebildet ist, den Winkel der Klappe beim Schließvorgang zwischen der geöffneten und der geschlossenen Klappenposition zeitabhängig zu erfassen, und wobei die Steuereinheit so ausgebildet ist, dass sie bei einer signifikanten Abweichung des erfassten Winkels der Klappe von einem erwarteten Winkel einen Korrekturfaktor für die Verschiebeeinrichtung, insbesondere für die Klappenschließ-Verschiebeposition der Verschiebeeinrichtung bestimmt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit und/oder die Verschiebeeinrichtung für den ersten scharnierbügelseitigen oder zweiten karosserieseitigen Anbindungspunkt der Feder dazu ausgebildet ist, den Verfahrweg des Anbindungspunkts der Feder zeitabhängig zu erfassen, und wobei die Steuereinheit so ausgebildet ist, dass sie bei einer signifikanten Abweichung des erfassten Verfahrwegs des Anbindungspunkts von einem erwarteten Verfahrweg die Verschiebeeinrichtung so ansteuert, dass der erste scharnierbügelseitige oder der zweite karosserieseitige Anbindungspunkt der Feder zurück in die Ausgangsposition reversiert wird.
Schwenkbare Klappe, insbesondere Heckklappe eines Kraftfahrzeugs vom Limousinen-, Schrägheck- oder Steilhecktyp, aufweisend eine Vorrichtung zum Schließen derselben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste scharnierbügelseitige Anbindungspunkt der Feder an dem Scharnierbügel der Klappe, beabstandet von deren Schwenkachse angeordnet ist.
Klappe nach Anspruch 13, wobei lediglich einseitig eine Vorrichtung zum Schließen der Klappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorgesehen ist.
Klappe nach Anspruch 13 oder 14, wobei auf beiden Seiten jeweils eine Vorrichtung zum Schließen der Klappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorgesehen ist.
Klappe nach Anspruch 15, wobei die Steuereinheiten der beiden Vorrichtungen zu einer gemeinsamen Steuereinheit zusammengefasst sind, welche beide Verschiebeeinrichtungen parallel ansteuert.
Kraftfahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug vom Limousinen-, Schrägheck- oder Steilhecktyp, aufweisend eine schwenkbare Heckklappe nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei der zweite karosserieseitige Anbindungspunkt der Feder an der Karosserie angeordnet ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 17, weiterhin aufweisend ein Schloss, insbesondere ein Servoschloss für die schwenkbare Heckklappe, wobei die Steuereinheit die Verschiebeeinrichtung so ansteuert, dass die schwenkbare Heckklappe eine Vorraste des Schlosses erreicht.