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Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung für einen Stauraum eines Kraftfahrzeugs, das eine faltbare Dachanordnung aufweist, mit einer formstabilen Klappe, die innerhalb des Stauraums fahrzeugseitig um eine Schwenkachse schwenkbeweglich gelagert ist, und mit einem flexiblen Flächengebilde, das stirnseitig mit der Klappe verbunden ist, und in unterschiedliche Funktionsstellungen aufspannbar ist, sowie mit einer Antriebseinrichtung zur Verschwenkung der Klappe.
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Eine derartige Schutzvorrichtung ist aus der
DE 10 2005 048 256 B4 bekannt. Die bekannte Schutzvorrichtung ist innerhalb eines Stauraums eines Personenkraftwagens zum Abtrennen eines Verdeckaufnahmeraums vorgesehen. Der Personenkraftwagen ist mit einem faltbaren Verdeck versehen. Die Schutzvorrichtung umfasst ein flexibles Flächengebilde, das auf einer Rollowelle auf- und abwickelbar gehalten ist. Die Rollowelle ist als Kletterwelle ausgeführt und kann innerhalb des Stauraums längs entsprechender Führungsschienen in Hochrichtung verlagert werden. Ein in Auszugrichtung vorderes Stirnende des flexiblen Flächengebildes ist mit einer Klappe fest verbunden, die um eine fahrzeugfeste Schwenkachse zwischen einer nach oben geschwenkten Freigabestellung und einer nach unten geschwenkten Stauposition verschwenkbar gelagert ist. Auf die Klappe wirkt ein Federantrieb, der die Klappe aus der Freigabeposition in die Stauposition verschwenkt, sobald eine mechanische Verriegelung gelöst ist, um die Klappe für eine Schwenkbewegung freizugeben. Ein Nachobenschwenken der Klappe aus der Stauposition in die Freigabestellung erfolgt manuell gegen die Federkraft des Federantriebs.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schutzvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen erhöhten Bedienungskomfort aufweist.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Antriebseinrichtung ein Getriebe umfasst, das zwischen der Klappe und der Schwenkachse in beiden Schwenkrichtungen kraftübertragend wirksam ist, und dass die Schwenkachse durch eine drehmomentbegrenzt feststehende Stützwelle gebildet ist, die ab einem definierten Stützdrehmoment verdrehbar ist. Die Antriebseinrichtung wirkt in beiden Schwenkrichtungen auf die Klappe, um die Klappe aus einer Freigabestellung in die Stauposition zu überführen, und um die Klappe aus der Stauposition wieder in die Freigabestellung zurückzuführen. Die erfindungsgemäße Schutzvorrichtung ist für Personenkraftwagen vorgesehen, die eine faltbare Dachanordnung in Form von klappbaren, formstabilen Dachteilen oder in Form eines Stoffverdecks aufweisen. Das Getriebe bildet eine permanente Kraftübertragung zwischen der Antriebseinheit der Antriebseinrichtung und der Klappe. Als Antriebseinheit ist insbesondere ein elektromotorischer Antrieb vorgesehen. Es können aber auch pneumatische oder hydraulische Antriebe vorgesehen sein. Als Getriebe der Antriebseinrichtung kann ein Zahnradgetriebe, ein Riementrieb oder ein ähnliches mechanisches Getriebe vorgesehen sein, das eine permanente Kraftübertragung auf die Klappe in beiden Schwenkrichtungen zwischen der Freigabestellung und der Stauposition bewirkt.
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In Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Antriebseinrichtung einen Elektromotor, der an der Klappe befestigt ist und mit dem Getriebe zusammenwirkt. Insbesondere weist der Elektromotor ein Ritzel auf seiner Motorwelle auf, das Teil des als Zahnradgetriebe gestalteten Getriebes ist. Der Elektromotor bewegt sich daher gemeinsam mit der Klappe. Das Ritzel des Elektromotors kämmt vorzugsweise mit einem zur Schwenkachse koaxialen, relativ zur Stützwelle drehfesten Zahnrad, oder mit einer entsprechend zur Schwenkachse koaxialen, relativ zur Stützwelle drehfesten, kreisbogenförmigen Zahnstange. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die die Schwenkachse bildende Stützwelle durch einen Federspeicher gestützt, dessen Federkraft das Stützdrehmoment definiert, ab dem die Stützwelle für eine Drehung freigegeben ist. Durch das erfindungsgemäße Stützdrehmoment wird eine Beschädigung des Getriebes vermieden, falls die Klappe bei ihrer Schwenkbewegung auf ein Hindernis stößt. Denn sobald die Klappe auf das Hindernis stößt, bleibt die Klappe zwangsläufig stehen. Der Elektromotor dreht sich jedoch weiter und verdreht über das Getriebe nunmehr die als Schwenkachse dienende Stützwelle, wodurch der Federspeicher zwangsläufig aufgeladen wird. Sobald das Hindernis entfernt ist, kann daher das Drehmoment des Federspeichers selbst auch bei abgeschaltetem Elektromotor die Klappe in die gewünschte Endstellung verdrehen und in dieser Endstellung unter Vorspannung halten. Zudem werden auch Gegenstände im Stauraum unterhalb der Klappe geschützt gegen Beschädigungen durch das Nachuntenschwenken der Klappe, da die Klappe stehenbleibt und kein Drehmoment des Elektromotors mehr wirkt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Klappe zwischen einer Freigabestellung und einer Staustellung verschwenkbar, und eine Wirkrichtung des Federspeichers zur Aufbringung des Stützdrehmoments auf die Stützwelle ist entgegengerichtet zu einer Richtung eines Antriebsdrehmoments, das der Elektromotor bei der Überführung der Klappe aus der Freigabestellung in die Staustellung über das Getriebe auf die Stützwelle ausübt. Diese Ausgestaltung verhindert Beschädigungen im Bereich der Antriebseinrichtung bei einer Fehlbedienung der Klappe, oder beim Auftreffen der Klappe auf ein Hindernis im Stauraum.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Welle eine Sensoreinheit zugeordnet, die das Erreichen einer Endstellung der Stützwelle erfasst, und die an eine Steuereinheit des Elektromotors derart angeschlossen ist, dass ein Erreichen der Endstellung zu einer Abschaltung des Elektromotors führt. Diese Ausgestaltung ist vorteilhaft für den Fall einer Fehlbedienung oder des Auftreffens der Klappe auf ein Hindernis innerhalb des Stauraums. Durch die Möglichkeit des Weiterdrehens des Elektromotors wird eine Beschädigung des Elektromotors verhindert. Die Sensoreinheit erfasst eine entsprechende Endstellung der Stützwelle und signalisiert der Steuereinheit des Elektromotors, dass der Elektromotor abgeschaltet werden kann. Das Verdrehen der Stützwelle durch den Elektromotor bewirkt gleichzeitig ein Spannen des Federspeichers, so dass die Stützwelle auf die Klappe eine erhöhte Vorspannung für eine entsprechende Endstellung übertragen kann. Hierdurch wird ein Klappern der Klappe im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs vermieden, wodurch ein Fahrkomfort des Kraftfahrzeugs für entsprechende Fahrzeuginsassen weiter erhöht wird.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist auf der Stützwelle ein Zahnrad befestigt, mit dem ein dem Elektromotor zugeordnetes Zahnritzel kämmt. Dies ermöglicht eine besonders sichere, spielfreie Kraftübertragung.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Sensoreinheit dem auf der Stützwelle befestigten Zahnrad zugeordnet. Vorzugsweise umfasst die Sensoreinheit einen Hall-Sensor, dem ein am Zahnrad vorgesehener Magnet zugeordnet ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Stützwelle ein in Drehrichtung des Stützdrehmoments wirksamer Endanschlag zugeordnet, der die Stützwelle in ihrer feststehenden Betriebsstellung fahrzeugseitig abstützt. Der Endanschlag gewährleistet, dass die Stützwelle sich nur begrenzt drehen kann und demzufolge eine Vorspannung des Federspeichers nicht verloren geht.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das anhand der Zeichnungen dargestellt ist.
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1 zeigt schematisch in einer Seitenansicht eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung in einem Stauraum eines mit einer faltbaren Dachanordnung versehenen Personenkraftwagens,
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2 in vergrößerter perspektivischer Darstellung die Schutzvorrichtung nach 1 und
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3 die Schutzvorrichtung nach 2 in einer weiteren Funktionsstellung.
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Ein Personenkraftwagen 1 gemäß 1 weist eine faltbare Dachanordnung auf, die in 1 nicht näher dargestellt ist. Die faltbare Dachanordnung kann ein faltbares Stoffverdeck oder mehrere formstabile, klapp- und schwenkbare Dachteile umfassen. Die Dachanordnung ist in geöffnetem Zustand in einem Stauraum 3 eines Heckbereichs des Personenkraftwagens 1 abgelegt, der hinter einer Fahrzeugsitzanordnung 2 vorgesehen ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel stellt der Personenkraftwagen 1 ein viersitziges Cabriolet dar, so dass die Fahrzeugsitzanordnung 2 eine Fondsitzanordnung bildet, die vor einer Hinterradachse positioniert ist. Einem oberen Endbereich des Stauraums 3 ist ein Karosseriequerträger 4 zugeordnet, vor dem die Dachanordnung in den Stauraum 3 abgesenkt wird.
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Um den Aufnahmeraum für die faltbare Dachanordnung innerhalb des Stauraums
3 vom übrigen Stauraum abzutrennen, ist eine Schutzvorrichtung
5 vorgesehen, die unter Zuhilfenahme der
2 und
3 nachfolgend näher beschrieben wird. Die Schutzvorrichtung
5 umfasst ein flexibles Flächengebilde in Form einer Abdeckplane, die auf einer Rollowelle
10 auf- und abwickelbar gehalten ist. Die Rollowelle
10 ist im Bereich einer zur Fahrzeugsitzanordnung
2 zugewandten Frontseite des Stauraums
3 in einer Führungsanordnung
11 höhenverlagerbar gehalten. Die Rollowelle
10 ist als Kletterwelle gestaltet, indem sie an ihren gegenüberliegenden Stirnenden analog der Schutzvorrichtung gemäß der
DE 10 2005 048 256 B4 mit Zahnritzeln versehen ist, die mit Zahnstangenabschnitten innerhalb der Führungsanordnung
11 kämmen und so bei einer Drehung der Rollowelle
10 ein Ansteigen oder Absenken der Rollowelle
10 bewirken.
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Ein in Auszugrichtung vorderer Stirnendbereich des flexiblen Flächengebildes 6 ist an einer Klappe 7 befestigt, die an dem Karosseriequerträger 4 um eine in Fahrzeugquerrichtung erstreckte und zu dem Karosseriequerträger 4 parallele Schwenkachse 9 schwenkbeweglich gelagert ist. Die Klappe 7 ist formstabil gestaltet und weist – von der Seite her gesehen – ein J-artiges Querschnittsprofil auf. Die Schwenkachse 9 ist an einem oberen Ende der Klappe 7 vorgesehen, so dass die Klappe 7 sich ausgehend von der Schwenkachse 9 in der Position gemäß 1 nach unten erstreckt. Zur Schwenklagerung der Klappe 7 im Bereich der Schwenkachse 9 sind zwei zueinander in Fahrzeugquerrichtung beabstandete Lagerböcke 8 vorgesehen, die frontseitig an dem Karosseriequerträger 4 befestigt sind.
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Wie anhand der 2 und 3 erkennbar ist, ist zur Verschwenkung der Klappe 7 relativ zur Schwenkachse 9 eine Antriebseinrichtung vorgesehen, die einen Elektromotor 13 umfasst. Der Elektromotor 13 ist in einer Gehäuseschale 20 aufgenommen, die einstückig an der Klappe 7 angeformt ist. Der Elektromotor 13 ist demzufolge an der Klappe 7 gehalten. Der Elektromotor 13 ist zentral zwischen zwei Auslegern 18 der Klappe 7 positioniert, die zur Schwenklagerung der Klappe 7 um die Schwenkachse 9 vorgesehen sind. Eine Abtriebswelle des Elektromotors 13 ist parallel zur Schwenkachse 9 ausgerichtet. In nicht näher dargestellter Weise ist der Abtriebswelle des Elektromotors 13 ein Zahnritzel zugeordnet, das mit einem Zahnrad 15 kämmt, das koaxial zur Schwenkachse 9 angeordnet ist. Das Zahnrad 15 ist auf einer Stützwelle 12 drehfest angeordnet, die drehmomentbegrenzt feststehend in den Lagerböcken 8 gehalten ist. Die Stützwelle 12 ragt in die Ausleger 18 der Klappe 7 hinein, die auf der Stützwelle 12 drehbeweglich gelagert sind. Die Stützwelle 12 umfasst zwei die Stützwelle 12 radial durchdringenden Anschlagstifte 19, die jeweils mit in Umfangsrichtung wirkenden Anschlägen 21 an jedem Lagerbock 8 zusammenwirken, um so eine Drehbeweglichkeit der Stützwelle 12 zu begrenzen. Die Stützwelle 12 weist im Bereich jedes Lagerbocks 8 jeweils einen Anschlagstift auf. Die Lagerböcke 8 weisen im Bereich jedes Anschlagstifts 19 komplementäre, in Umfangsrichtung wirksame Anschläge auf.
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Um die Stützwelle 12 drehmomentbegrenzt in einer feststehenden Endlage gemäß den 2 und 3 zu halten, in der die Anschlagstifte 19 an den im Uhrzeigersinn rechten Anschlägen 21 anliegen, ist der Stützwelle 12 eine Torsionsfeder 14 zugeordnet, die als Schraubenfeder gestaltet ist und als Federspeicher im Sinne der Erfindung dient. Die Torsionsfeder 14 übt auf die Stützwelle 12 ein Drehmoment im Uhrzeigersinn aus – auf die Darstellungen gemäß den 2 und 3 bezogen – so dass die Anschlagstifte 19 an den im Uhrzeigersinn rechten Anschlägen 21 der Lagerböcke 8 anliegen. Das auf der Stützwelle 12 drehfest gehaltene Zahnrad 15 ist daher in dem lediglich durch die Torsionsfeder 14 beaufschlagten normalen Betriebszustand der Stützwelle 12 ebenfalls feststehend angeordnet.
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Die Klappe 7 ist zwischen einer in den 1 und 2 dargestellten Aufnahmestellung und einer nach oben verschwenkten Freigabestellung verschwenkbar. In der Freigabestellung ist die faltbare Dachanordnung des Personenkraftwagens 1 geschlossen und überdeckt den Fahrgastraum. Durch das Nachobenschwenken der Klappe 7 in die Freigabestellung ist der Stauraum 3 von einem Heck des Personenkraftwagens her im Wesentlichen über seine gesamte Höhe zum Verstauen von Gepäck oder anderen Gegenständen nutzbar. Um die faltbare Dachanordnung im Stauraum 3 aufnehmen zu können und gleichzeitig die Dachanordnung in ihrer im Stauraum versenkten Ruhelage vom übrigen Stauraum abzutrennen, wird die Klappe 7 in ihre Aufnahmestellung gemäß den 1 und 2 nach unten verschwenkt, so dass die Dachanordnung in einen entsprechenden Aufnahmeraum oberhalb des Flächengebildes 6 eintauchen kann.
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Zur Verschwenkung der Klappe 7 zwischen der Freigabestellung und der Aufnahmeposition dient der Elektromotor 13, der die Klappe 7 in beiden Richtungen verschwenkt. Hierzu rollt das Zahnritzel des Elektromotors 13 in einfacher Weise auf dem feststehenden Zahnrad 15 ab, wodurch zwangsläufig eine entsprechende Schwenkbewegung der Klappe 7 erzielt wird, da der Elektromotor 13 fest mit der Klappe 7 verbunden ist.
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Sobald die Klappe 7 nun bei einer Schwenkbewegung aus der Freigabestellung nach unten auf ein Hindernis in dem Stauraum 3 trifft, wird eine weitere Schwenkbewegung der Klappe 7 nach unten blockiert. Der Elektromotor bleibt weiter bestromt. Das Drehmoment des Elektromotors 13 ist in Verbindung mit dem durch das Zahnritzel und das Zahnrad 15 gebildeten Zahnradgetriebe größer als das entgegengerichtete Stützdrehmoment, das durch die Torsionsfeder 14 auf die Stützwelle 12 aufgebracht wird. Dieses Antriebsdrehmoment des Elektromotors 13 und des Zahnradgetriebes 15 führt daher dazu, dass der aufgrund der Blockade der Klappe 7 feststehende Elektromotor 13 das Zahnrad 15 entgegen des Stützdrehmoments der Torsionsfeder 14 verdreht, wodurch zwangsläufig die Torsionsfeder 14 weiter gespannt wird. Die Drehung des Zahnrads 15 erfolgt solange, bis ein auf dem Zahnrad 15 positionierter Magnet 17 mit einer als Hall-Sensor gestalteten Sensoreinheit 16 zusammenwirkt. Das entsprechende Sensorsignal wird an eine Steuereinheit des Elektromotors 13 weitergegeben, die den Elektromotor 13 abschaltet. Im abgeschalteten Zustand wirkt der Elektromotor 13 mit seinem Zahnritzel relativ zum Zahnrad 15 selbsthemmend, so dass der Elektromotor 13 in der entsprechenden Relativstellung in Umfangsrichtung relativ zum Zahnrad 15 stehenbleibt. Sobald nun das Hindernis entfernt wird, kann die Rückstellkraft und die aufgebaute Vorspannung der Torsionsfeder 14 das Zahnrad 15 gemeinsam mit dem Elektromotor 13 und der Klappe 7 in die nach unten geschwenkte Aufnahmeposition der Klappe 7 verschwenken, ohne dass der Elektromotor 13 noch einmal betätigt werden muss.
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Die gleiche Funktion tritt auf, wenn die Klappe 7 ihre untere Endstellung, d.h. die Aufnahmeposition, durch entsprechende Drehung des Elektromotors 13 und das Entlangwandern des Zahnritzels am feststehenden Zahnrad 15 erreicht hat. In der unteren Aufnahmeposition schlägt die Klappe 7 vorzugsweise mit ihren Auslegern 18 an einem karosserieseitigen Endanschlag an. Der Elektromotor 13 läuft weiter, wodurch erneut das Zahnrad 15 gegen das Stützdrehmoment der Torsionsfeder 14 nach oben gedreht wird, bis der auf dem Zahnrad 15 befestigte Magnet 17 mit der Sensoreinheit 16 in Wirkverbindung gelangt und den Elektromotor 13 abschaltet. Dadurch wird das Stützdrehmoment der Torsionsfeder 14 wieder wirksam, die die Klappe 7 aufgrund der Vorspannung der Torsionsfeder 14 aktiv in die Endstellung drückt. Aufgrund dieser durch den Federspeicher aufgebrachten Vorspannung in der unteren Aufnahmestellung der Klappe 7 wird im Fahrbetrieb des Personenkraftwagens ein Klappern oder Bewegen der Klappe 7 vermieden, wodurch keine Geräuschbildung aufgrund entsprechender Klappervorgänge auftreten kann. Für ein Verschwenken der Klappe 7 nach oben in die Freigabestellung wird in einfacher Weise der Elektromotor 13 in entgegengesetzter Drehrichtung eingeschaltet, wodurch der Elektromotor 13 um das durch die Torsionsfeder 14 festgehaltene Zahnrad 15 herum nach oben wandert und die Klappe 7 zwangsläufig mitnimmt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005048256 B4 [0002, 0016]
