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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Öffnen einer an der Karosserie eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, schwenkbar angelenkten Klappe gemäß der Merkmalskombination des Patentanspruchs 1 der Erfindung. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer derartigen Anordnung.
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Seit geraumer Zeit besteht der Bedarf, Klappen an Fahrzeugen, insbesondere Heck- oder Kofferraumklappen, ohne erhöhten Kraftaufwand öffnen zu können, welches sich besonders vorteilhaft bei einhändiger Betätigung der Klappe auswirken kann. Insoweit finden in der Praxis überwiegend Anordnungen zum Öffnen derartiger Klappen Verwendung, die zumindest ein, vorzugsweise zwei sogenannte Viergelenk-Scharniere aufweisen, vermittels derer die Klappe an der Karosserie des Fahrzeugs schwenkbar angelenkt ist. Dem jeweiligen Viergelenk-Scharnier ist ein Energiespeicher, bevorzugt eine Gasdruckfeder zugeordnet, welche beim Öffnen und Schließen der Klappe unterstützend wirkt (
DE 198 46 600 A1 ;
DE 101 17 769 A1 ). In der Praxis hat es sich jedoch ergeben, dass in bestimmten Schwenkstellungen der Klappe sich die Vorteile des Energiespeichers nicht ausreichend einstellen und in diesen Schwenkstellungen erhöhter Kraftaufwand seitens der die Klappe öffnenden oder schließenden Person nötig ist bzw. der Handkraftverlauf über dem gesamten Schwenkweg nicht optimal ist. Um diesem nachteiligen Umstand zu begegnen, wird mit der
DE 198 46 600 A1 ein Viergelenk-Mechanismus vorgeschlagen, der die Öffnungsbewegung einer Kofferraumklappe nach einer Entriegelung bis zu einem bestimmten Öffnungswinkel, bei dem eine Gasdruckfeder die weitere Öffnungsbewegung übernimmt, unterstützt. Hierzu umfasst der Viergelenk-Mechanismus ein erstes Gelenkteil, welches an einem Karosseriekörper anbringbar ist, und ein zweites Gelenkteil, welches an der Kofferraumklappe anbringbar ist, sowie zusätzlich zur Gasdruckfeder eine V-förmige Blattfeder, welche auf einem der Gelenkteile angebracht ist und mit einem beweglichen Rollenelement auf dem anderen Gelenkteil in Eingriff bringbar ist. Wenn die Gelenkteile, welche mit zwei weiteren Hebeln verbunden sind und damit das Viergelenk bilden, in einer Schließ- und Teilöffnungsstellung der Fahrzeugklappe nahe beieinander sind, wirkt die Blattfeder auf das zweite Gelenkteil ein und bewirkt so mindestens eine teilweise anhebende Bewegung der Fahrzeugklappe, bis die zwischen dem ersten und zweiten Gelenkteil wirkende Gasdruckfeder ihre Öffnungswirkung entfaltet. Auch die
DE 101 17 769 A1 favorisiert eine zusätzliche Federeinrichtung in Form einer Blatt- oder Schraubendruckfeder, um das anfängliche Anheben der Fahrzeugklappe bis zu der Schwenkstellung zu erleichtern, bei welcher die Gasdruckfeder zur Wirkung kommt.
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Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine alternative Anordnung zum Öffnen einer an der Karosserie eines Fahrzeugs schwenkbar angelenkten Klappe zu schaffen, welche einen optimierten, über dem gesamten Schwenkweg von der Gasdruckfeder unterstützten, weitestgehend gleichförmigen sowie niedrigen Handkraftverlauf aufweist. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einer derartigen Anordnung anzugeben.
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Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch eine Anordnung zum Öffnen einer an der Karosserie eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, schwenkbar angelenkten Klappe, mit zumindest einem Viergelenk-Scharnier, vermittels dessen die Klappe an der Karosserie des Fahrzeugs schwenkbar angelenkt ist, wobei das Viergelenk-Scharnier durch ein karosseriefestes erstes Gelenkteil, ein klappenfestes zweites Gelenkteil sowie ein erstes und ein zweites, die Gelenkteile untereinander gelenkig verbindendes Verbindungsteil gebildet ist, und wobei zum Öffnen der Klappe ein Energiespeicher vorgesehen ist, welcher einenends gelenkig am karosseriefesten ersten Gelenkteil oder an der Karosserie abgestützt und anderenends mittelbar über einen aus einem ersten und einem zweiten untereinander gelenkig verbundenen Hebelarm gebildeten Zweischlag sowohl an das klappenfeste zweite Gelenkteil als auch an das erste Verbindungsteil gelenkig angeschlossen ist.
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In umfangreichen Versuchen zum Erfindungsgegenstand wurde gefunden, dass in Lösung der gestellten Aufgabe der Handkraftverlauf, respektive der Verlauf der aufzubringenden Antriebskraft bzw. des Antriebsmoments mittels des erfindungswesentlichen Zweischlags vorteilhaft beeinflussbar ist. Ein im Stand der Technik zusätzlich zum besagten Energiespeicher (Gasdruckfeder) favorisiertes Federelement, dessen Federkennlinie entsprechend genau eingestellt sein muss, ist hier entbehrlich. Allein mittels eines einzigen Energiespeichers je Viergelenk-Scharnier ist über den gesamten Schwenkweg der Klappe der Handkraftverlauf gleichförmig oder zumindest annähernd gleichförmig ausgebildet.
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Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.
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Danach ist vorgesehen, dass das freie Ende des ersten Hebelarms des Zweischlags in einem Gelenkpunkt am Energiespeicher gelenkig gelagert ist, wogegen das freie Ende des zweiten Hebelarms des Zweischlags in einem Gelenkpunkt des klappenfesten zweiten Gelenkteils gelagert ist, der zwischen dem Gelenkpunkt des ersten Verbindungsteils und dem Gelenkpunkt des zweiten Verbindungsteils am klappenfesten zweiten Gelenkteil angeordnet ist, und dass der erste Hebelarm überdies in einem Gelenkpunkt, der zwischen dem Gelenkpunkt am Energiespeicher und dem gemeinsamen, die Hebelarme untereinander gelenkig verbindenden Gelenkpunkt angeordnet ist, am ersten Verbindungsteil gelenkig gelagert ist. Durch die Wahl der Positionen der Gelenkpunkte und die Länge der Hebelarme ist der besagte Handkraftverlauf definiert einstellbar. Des Weiteren ist vorgesehen, dass in Längsrichtung der Hebelarme des Zweischlags gesehen der karosserieseitige erste Hebelarm einen einfach gekrümmten Verlauf und der klappenseitige zweite Hebelarm einen nach Art eines „S“ zweifach gekrümmten Verlauf, mit einem ersten und zweiten Krümmungsabschnitt aufweist. Hierdurch ist eine wirkungsvolle sowie platzsparende Anordnung zum Öffnen der Klappe geschaffen. Im Zusammenbau des Zweischlags ist dabei bevorzugt der karosserieseitige erste Hebelarm entgegengesetzt der Krümmung des unmittelbar an denselben angeschlossenen ersten Krümmungsabschnitts des zweiten Hebelarms des Zweischlags gekrümmt ausgebildet. Wie die Erfindung noch vorsieht, ist der Energiespeicher durch eine Gasdruckfeder, durch eine oder mehrere mechanische Federn oder durch eine Kombination aus einer Gasdruckfeder und einer oder mehreren mechanischen Federn gebildet. Unter einer Gasdruckfeder wird dabei eine pneumatische Feder verstanden, die unter Hochdruck stehendes Gas zur Bereitstellung der Federkraft nutzt. Mechanische Federn sind bevorzugt Schraubendruckfedern. Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Anordnung zum Öffnen einer an der Karosserie eines Fahrzeugs schwenkgelagerten Heck- oder Kofferraum-Klappe einsetzbar.
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Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einer Anordnung der vorbeschriebenen Art.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand des in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Sie ist jedoch nicht auf dieses beschränkt, sondern erfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen. Es zeigen:
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1 ein mit der erfindungsgemäßen Anordnung zum Öffnen einer Klappe ausgestattetes Fahrzeug in einer Heckansicht,
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2a–d eine perspektivische Einzeldarstellung der erfindungsgemäßen Anordnung in Form eines mittels eines Energiespeichers betriebenen Viergelenk-Scharniers in vier ausgewählten Betriebsstellungen,
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3 eine Strichkinematik zur erfindungsgemäßen Anordnung,
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4 ein Kraft-Weg-Diagramm, welches den Handkraftverlauf des erfindungsgemäßen, mittels eines Energiespeichers betriebenen Viergelenk-Scharniers beschreibt, und
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5 ein Kraft-Weg-Diagramm, welches den Handkraftverlauf eines herkömmlichen, mittels eines Energiespeichers betriebenen Viergelenk-Scharniers beschreibt (Stand der Technik).
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1 zeigt zunächst ein Fahrzeug 1, vorliegend einen Personenkraftwagen mit Stufenheck und mit an der Karosserie 2 des Fahrzeugs 1 um eine Fahrzeugquerachse 3 schwenkbar angelenkter Kofferraum-Klappe 4. Herkömmlich sind derartige Klappen 4 beispielsweise mittels zweier in Fahrzeugquerrichtung (Y-Richtung) gesehen beabstandet zueinander angeordneter Viergelenk-Scharniere 5 respektive mittels viergliedriger Koppelgetriebe an der Karosserie 2 schwenkbar befestigt, wovon diese Erfindung ausgeht. Einem jeden Viergelenk-Scharnier 5 ist dabei zur Unterstützung der Öffnungsbewegung der Klappe 4 und zur Halterung derselben in der geöffneten Betriebsstellung ein Energiespeicher 6, bevorzugt in Form einer Gasdruckfeder zugeordnet. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf besagte Gasdruckfeder, sondern erfasst auch eine oder mehrere mechanische Federn, bevorzugt Schraubendruckfedern, oder eine Kombination aus einer Gasdruckfeder und einer oder mehreren mechanischen Federn.
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Wie bereits einleitend angedeutet, ist der Handkraftverlauf herkömmlich am Anfang der Öffnungsbewegung der Klappe 4 nicht optimal, d.h., durch die die Klappe 4 öffnende Person muss am Anfang der Öffnungsbewegung eine erhöhte Kraft aufgebracht werden bis die Energiespeicher 6 ausreichend zur Wirkung kommen (vgl. hierzu 5). Es besteht somit der Bedarf, diesem nachteilige Umstand zu begegnen.
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Insoweit zeigen die 2a bis 2d die erfindungsgemäße Anordnung zum Öffnen einer Klappe 4 beispielgebend anhand des linken Viergelenk-Scharniers 5 des Fahrzeugs nach 1 in verschiedenen Betriebsstellungen. Das nicht zeichnerisch dargestellte rechte Viergelenk-Scharnier 5 ist spiegelverkehrt zum linken Viergelenk-Scharnier 5 ausgebildet. Überdies ist in 3 eine Strichkinematik zum besagten Viergelenk-Scharnier 5 gezeigt. 2a zeigt dabei zunächst das Viergelenk-Scharnier 5 in einem Betriebszustand bei geschlossener Klappe 4, wogegen 2d das Viergelenk-Scharnier 5 bei voll geöffneter Klappe 4 zeigt. Die 2b und 2c zeigen zum besseren Verständnis der Kinematik des Viergelenk-Scharniers 5 Zwischenstellungen desselben.
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Die Viergelenk-Scharniere 5 sind im Wesentlichen jeweils durch ein karosseriefestes erstes und ein klappenfestes zweites Gelenkteil 5a, 5b sowie durch ein erstes und ein zweites, die Gelenkteile 5a, 5b untereinander gelenkig verbindendes Verbindungsteil 5c, 5d gebildet. Vorliegend sind die Gelenkteile 5a, 5b sowie Verbindungsteile 5c, 5d durch langgestreckte Profile gebildet, wobei das Gelenkteil 5a und die Verbindungsteile 5c, 5d vertikal angeordnete Flachprofile sind, wogegen das Gelenkteil 5b ein seitlich abgekantetes Flachprofil ist, welches orthogonal zum Flachprofil des Gelenkteils 5a und der Verbindungsteile 5c, 5d angeordnet ist.
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Die Gelenkteile 5a, 5b weisen gemäß diesem Ausführungsbeispiel jeweils zwei Bohrungen 7 bzw. 8 auf, welche im Zusammenbau zur Befestigung an der in 2a äußerst schematisch dargestellten Karosserie 2 bzw. an der äußerst schematisch dargestellten Klappe 4 von nicht zeichnerisch dargestellten mechanischen Befestigungselementen, wie Befestigungsschrauben oder Nieten, durchsetzt sind. Die Verbindungsteile 5c, 5d sind beabstandet voneinander jeweils einenends in einem Gelenkpunkt 9, 10 am karosseriefesten ersten Gelenkteil 5a und anderenends in einem Gelenkpunkt 11, 12 am klappenfesten Gelenkteil 5b gelenkig angeschlossen (vgl. hierzu insbes. auch 2a bis 2d, 3).
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Zum Öffnen der Klappe 4 ist besagtem Viergelenk-Scharnier 5 der oben bereits erwähnte Energiespeicher 6 zugeordnet, der seinerseits einenends in einem Gelenkpunkt 13 gelenkig am karosseriefesten Gelenkteil 5a gelenkig abgestützt. Demgegenüber kann der Energiespeicher 6 auch an der Karosserie 2 gelenkig abgestützt sein, welches durch die Erfindung somit mit erfasst ist (nicht zeichnerisch dargestellt).
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Anderenends ist der Energiespeicher 6 mittelbar über einen aus einem ersten und einem zweiten Hebelarm 14a, 14b gebildeten Zweischlag 14 an das klappenfeste zweite Gelenkteil 5b gelenkig angeschlossen. Die Hebelarme 14a, 14b sind im Gelenkpunkt 15 untereinander verbunden. Das freie Ende des ersten Hebelarms 14a des Zweischlags 14 ist in einem Gelenkpunkt 16a am Energiespeicher 6 gelenkig gelagert. Überdies ist der erste Hebelarm 14a zwischen den Gelenkpunkten 15 und 16a in einem Gelenkpunkt 16b am Verbindungsteil 5c gelenkig gelagert. Das freie Ende des zweiten Hebelarms 14b des Zweischlags 14 ist in einem Gelenkpunkt 17 des klappenfesten zweiten Gelenkteils 5b gelenkig gelagert. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der besagte Gelenkpunkt 17 zwischen dem Gelenkpunkt 11 des ersten Verbindungsteils 5c und dem Gelenkpunkt 12 des zweiten Verbindungsteils 5d am klappenfesten zweiten Gelenkteil 5b angeordnet und zwar in einem Bereich leicht oberhalb der Verbindungslinie zwischen den Gelenkpunkten 11 und 12 (vgl. hierzu insbes. 3).
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Durch die Wahl der Positionen der Gelenkpunkte 9–13, 15–17 und die Länge der Hebelarme der Gelenk- und Verbindungsteile 5a, 5b; 5c, 5d sowie der Hebelarme 14a, 14b des Zweischlags 14 ist der Handkraftverlauf definiert einstellbar. Demgemäß sind die in den Zeichnungsfiguren gezeigten konkreten Positionen der Gelenkpunkte 9–13, 15–17 und die gezeigten Längen der Hebelarme der Gelenk- und Verbindungsteile 5a, 5b; 5c, 5d sowie der Hebelarme 14a, 14b des Zweischlags 14 lediglich beispielgebend.
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Mittels der vorstehend beschriebenen Anordnung zum Öffnen einer Klappe 4 ist bevorzugt ein Handkraftverlauf einstellbar, wie er in 4 gezeigt ist. Beim manuellen Öffnen der Heck-Klappe 4 unterstützen die am linken und rechten Viergelenk-Scharnier 5 angreifenden Energiespeicher 6 von Beginn an die Öffnungsbewegung. Die Handkraft ist vorliegend über ihren gesamten Verlauf negativ, so dass die Klappe 4 nach Entriegelung in besonders vorteilhafter Weise selbsttätig von den Energiespeichern 6 geöffnet wird.
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Wie insbesondere den 2a bis 2d weiter zu entnehmen ist, weisen in Längsrichtung der Hebelarme 14a, 14b des Zweischlags 14 gesehen der karosserieseitige erste Hebelarm 14a einen einfach gekrümmten Verlauf und der klappenseitige zweite Hebelarm 14b einen nach Art eines „S“ zweifach gekrümmten Verlauf, mit einem ersten und zweiten Krümmungsabschnitt 18, 19 auf. Hierdurch ist eine wirkungsvolle sowie platzsparende Anordnung zum Öffnen der Klappe 4 geschaffen. Des Weiteren werden hierdurch die Hebelkräfte optimal auf das Viergelenk-Scharnier 5 aufgebracht. Im Zusammenbau des Zweischlags 14 ist die Krümmung des ersten Hebelarms 14a derart ausgebildet, dass sie im geschlossenen Zustand der Klappe 4 vom karosseriefesten Gelenkteil 5a weg weist. Überdies ist die Krümmung des karosserieseitigen ersten Hebelarms 14a bevorzugt entgegengesetzt der Krümmung des unmittelbar an denselben angeschlossenen ersten Krümmungsabschnitts 18 des zweiten Hebelarms 14b des Zweischlags 14 gekrümmt ausgebildet (vgl. 2a).
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Wie den 2a bis 2d schließlich noch zu entnehmen ist, weist das als Flachprofil ausgebildete zweite Gelenkteil 5b seitliche Abkantungen in Form von Versteifungsflanschen 20, 21 auf, wobei am Versteifungsflansch 20 das erste und zweite Verbindungsteil 5c, 5d sowie der zweite Hebelarm 14b des Zweischlags 14 angelenkt sind. Das erste Verbindungsteil 5c ist dabei mittelbar über ein Abstandselement 22 am zweiten Gelenkteil 5b angelenkt, wodurch vorteilhaft ein freier Schwenkbereich für den ersten Hebelarm 14a des Zweischlags 14 geschaffen ist, der seinerseits ebenfalls über ein Abstandselement 23 am Energiespeicher 6 angelenkt ist. Die erfindungsgemäße Anordnung ist hierdurch besonders kompakt ausgebildet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Karosserie
- 3
- Fahrzeugquerachse
- 4
- Klappe
- 5
- Viergelenk-Scharnier
- 5a
- erstes Gelenkteil
- 5b
- zweites Gelenkteil
- 5c
- erstes Verbindungsteil
- 5d
- zweites Verbindungsteil
- 6
- Energiespeicher
- 7
- Bohrungen (erstes Gelenkteil 5a)
- 8
- Bohrungen (zweites Gelenkteil 5b)
- 9
- Gelenkpunkt
- 10
- Gelenkpunkt
- 11
- Gelenkpunkt
- 12
- Gelenkpunkt
- 13
- Gelenkpunkt
- 14
- Zweischlag
- 14a
- erster Hebelarm
- 14b
- zweiter Hebelarm
- 15
- Gelenkpunkt
- 16a
- Gelenkpunkt
- 16b
- Gelenkpunkt
- 17
- Gelenkpunkt
- 18
- erster Krümmungsabschnitt (zweiter Hebelarm 14b)
- 19
- zweiter Krümmungsabschnitt (zweiter Hebelarm 14b)
- 20
- Versteifungsflansch (zweites Gelenkteil 5b)
- 21
- Versteifungsflansch (zweites Gelenkteil 5b)
- 22
- Abstandselement (Verbindungsteil 4c)
- 23
- Abstandselement (erster Hebelarm 14a)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19846600 A1 [0002, 0002]
- DE 10117769 A1 [0002, 0002]
